探析嵌入式气压高度表辅助gps定位装置的设计和实现

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1、南京航空航天大学硕士学位论文嵌入式气压高度表辅助GPS定位装置的设计和实现姓名：竺明超申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：黄圣国20090101南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着GPS技术在包括道路测控、汽车导航、交通管理、石油勘探、海上作业和紧急救援等军事和民用的众多领域中的越来越广泛的应用和发展，GPS系统对生产、生活的影响也愈加深远。另一方面，在GPS接收机数据更新间隙、在GPS天线遮挡的期间以及整个系统系统受到干扰的过程中，单独依靠GPS无法提供连续、实时的定位信息，促使了GPS与各种传感器的组合。气压高度表辅助GPS定位系

2、统就提供了一种较好的解决方案。本文针对气压高度表辅助GPS定位系统的设计理论及工程应用进行了深入研究。采用高精度气压高度计、低成本GPS-OEM板、ARM处理器和液晶显示屏设计了一种嵌入式气压高度表辅助GPS定位系统，并从硬件、软件上实现了该组合定位系统。针对气压高度表的初始精度不能满足组合系统精度要求的问题，本文分析了气压高度表的原理性误差，并通过曲线拟合的方法对气压高度表的输出特性进行了补偿和校正，提高了气压高度表的输出精度。同时，本文提出了一种气压高度表辅助GPS定位系统算法，绘制了该算法流程图，并实现了该算法和GPS接收、定位程序，设计了人机

3、交互界面，给出了程序流程图。其次，对本课题所设计的气压高度表辅助GPS定位系统的实验数据进行了分析，结果表明组合后的系统定位误差在20～30m之间，能基本满足一般定位的精度需求，而且精度还有进一步提高的空间。文中还提出提高系统性能的改进方案。关键词：全球定位系统，数字式气压高度表，组合定位，误差补偿，嵌入式Linux系统I嵌入式气压高度表辅助GPS定位装置的设计和实现AbstractThefirstandforemostproblemfornavigationistopositionreal-timelyandexactly.ThoughGlobal

4、PositioningSystem(GPS)iswidelyusedatpresent,itisrestrainedduetoitsintrinsicerrors.Forinstancewhenavehicle(helicopter)isrunninginanurbancanyonenvironment(aplacewherehighbuildingsareonitsbothsides)orinajam-pacedplace(mountainousarea),thingsgetmoreawful.Inthesesituations,highbuild

5、ings,highmountainsanddenseforestblockGPSsignalsandtherearenotenoughsatellitessignalsinestimatingthepositionsoftheuser.Thesefactorswillinducethedeclineofthepositionprecision,whichmeansthepositioningprecisioncannotmeettherequirementofthecontinuousandrealtimenavigation.Withabarome

6、tricaltimeterasanassistdevice,thesolutionofpositionandclockbiasduringpositioningfailurecanbeobtainedusingadirectmethoddescribedinthisdissertation.Thismethodusesbarometricaltitudetobuildanadditionalequationforpositionandclockbiascomputation.Ourdirectmethodcouldbeusedtoinitialize

7、Kalmanfilterinaltitude-holdmodeorbeusedrepeatedlyinstand-alonemodeinthecaseofsatelliteinsufficiency.Precisionofanyintegratedsystemreliesontheprecisionofeachcomponentandtheeffectivenessofdatafusionmethod.Thisdissertationbeginswiththecalibrationofahighprecisionbarometeranderrorco

8、mpensationasanattempttoenhancetheprecisionofthebaromet