基于ARM-Linux的北斗高精度定位终端的研究与实现

发布时间：2017-09-03 02:33

  本文关键词：基于ARM-Linux的北斗高精度定位终端的研究与实现

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【摘要】：北斗卫星系统是我国具有自主知识产权的空间导航定位系统,具有定位、授时以及短报文通信等功能,它的诞生是为了满足国防安全战略需求,它的应用极大推动了技术行业等产业发展。然而,同GPS一样,定位精度是北斗导航定位系统所面对的一项重要课题,也是一个研究的热点问题。导航系统定位精度受电离层延迟、对流层延迟、卫星钟差、伪距误差等因素影响。提高定位精度的方法有很多,如自适应多径估计、差分定位、多系统组合定位等。其中,采用CORS系统进行的差分定位是一种主要手段,并且已逐步成为研究热点。本文首先对卫星定位原理和高精度定位技术进行了介绍,针对高精度定位技术种类和各自优缺点,选择了北斗伪距差分定位方法。其次,详细研究了系统所需的硬件环境,选择了以S3C2440为主控芯片的TQ2440开发板和TP-LINK无线上网卡；分析了D303差分定位模块各个引脚功能并进行定位终端的硬件设计。在嵌入式Linux系统开发过程中,对嵌入式系统软件环境进行搭建并移植到开发板,主要包括BootLoader移植、Linux内核移植、文件系统的构建等。在系统应用程序方面,结合D303差分定位模块串口的工作流程和北斗数据格式,设计了串口通信应用程序；通过分析NTRIP协议的组成等数据格式,设计了连接JSCORS系统服务器应用程序,成功实现了高精度定位。在高精度定位应用方面,针对其在交通运输、个人定位等方面的应用,分析了位置平台数据格式并与位置平台进行数据通信,成功实现了定位信息的上传,达到了实时监控和轨迹回放的目的。最后,通过对高精度定位终端的冷启动时间、热启动时间、静态定位精度、动态定位精度、捕获灵敏度和跟踪灵敏度指标进行了实际测试和分析,验证了所设计高精度定位终端的可靠性和稳定性,在交通运输和个人定位终端等领域具有广泛的应用价值。
【关键词】：北斗系统 差分定位 NTRIP协议 嵌入式Linux系统 位置平台
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 卫星导航定位应用技术发展的意义9-12
• 1.1.1 卫星导航定位系统的应用领域9-10
• 1.1.2 北斗与其他卫星定位系统的技术性能比较10-11
• 1.1.3 发展北斗导航定位技术的重要性11-12
• 1.2 卫星导航定位终端产品技术发展现状12-14
• 1.2.1 国外导航定位终端产品技术发展现状12-13
• 1.2.2 国内导航定位终端产品技术发展现状13-14
• 1.3 本文研究内容14-17
• 第二章 北斗定位原理及技术17-26
• 2.1 北斗卫星导航定位系统17-18
• 2.2 北斗定位技术研究18-23
• 2.2.1 伪距单点定位18-21
• 2.2.2 差分定位21-23
• 2.2.3 本系统定位方法选取23
• 2.3 CORS基本工作原理与系统结构23-25
• 2.3.1 江苏省全球导航卫星连续运行参考站综合服务系统24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 ARM-Linux开发环境搭建与定位终端的硬件设计26-40
• 3.1 系统整体组成26
• 3.2 嵌入式系统软件环境搭建26-36
• 3.2.1 建立交叉编译环境27-28
• 3.2.2 BootLoader移植28-30
• 3.2.3 Linux内核移植30-34
• 3.2.4 SD卡驱动移植34
• 3.2.5 构建根文件系统34-36
• 3.3 定位终端的硬件设计36-39
• 3.3.1 核心控制模块36-37
• 3.3.2 通信模块37
• 3.3.3 差分定位模块37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 系统应用程序开发40-55
• 4.1 定位数据格式分析40-43
• 4.2 串口通信程序设计43-46
• 4.3 NTRIP通信协议分析46-49
• 4.3.1 NTRIP协议系统组成46-48
• 4.3.2 NTRIP资源列表格式48-49
• 4.4 连接JSCORS系统服务器程序设计49-53
• 4.4.1 建立TCP连接49-51
• 4.4.2 Base64编码51
• 4.4.3 应用程序设计51-53
• 4.5 定位数据的接收与保存53
• 4.6 本章小结53-55
• 第五章 位置平台数据处理与通信55-66
• 5.1 江苏北斗位置服务平台55
• 5.2 JT-T808-2013技术规范介绍55-56
• 5.2.1 通信方式55-56
• 5.2.2 数据类型56
• 5.2.3 传输规则56
• 5.3 数据格式的处理56-60
• 5.3.1 消息的组成56-57
• 5.3.2 位置信息汇报57-60
• 5.4 基于TCP/IP的平台通信60-64
• 5.4.1 运输层连接的建立61
• 5.4.2 应用层登陆认证61-64
• 5.5 本章小结64-66
• 第六章 性能测试与分析66-78
• 6.1 静态定位测试66-70
• 6.1.1 基准点的确定66-67
• 6.1.2 实验方法和地点67
• 6.1.3 数据处理方法67-69
• 6.1.4 数据结果分析69-70
• 6.2 动态定位测试70-72
• 6.2.1 实验方法70-71
• 6.2.2 数据处理方法71
• 6.2.3 数据结果分析71-72
• 6.3 启动时间72-75
• 6.3.1 冷启动时间73-74
• 6.3.2 热启动时间74-75
• 6.4 灵敏度75-77
• 6.4.1 捕获灵敏度75-76
• 6.4.2 跟踪灵敏度76-77
• 6.5 本章小结77-78
• 第七章 总结与展望78-80
• 7.1 全文总结78-79
• 7.2 未来工作的展望79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 作者简介86
• 攻读硕士学位期间发表论文86
• 攻读硕士学位期间参与项目情况86

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本文编号：782388