基于达芬奇平台的gps与惯性辅助导航技术研究

《基于达芬奇平台的gps与惯性辅助导航技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、北京交通大学硕士学位论文基于达芬奇平台的GPS与惯性辅助导航技术研究姓名：马思宇申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：高金山20090601摘要全球定位系统GPS(GlobalPositioningSystem)以其全天候、高精度、高效率等特点广泛地应用于个人通讯终端、车载导航等场合。除了GPS功能之外，同时还具备动态音频和视频采集及编解码、声源定位和无线传输功能的信息化系统可用于野外勘探和军事领域的单兵装备等场合。本文主要研究这种便携式信息化系统中的GPS和惯性辅助导航技术。GPS技术结合电子地图和LCD显示设备，能够提供可视化定位导航功能，广泛地应用于道路交通管理、PDA等场合

2、。在卫星信号良好的条件下，当GPS接收模块接收到至少四颗卫星发送的信号时，可以实现GPS卫星定位功能。但是，当卫星信号遇到障碍物遮蔽时，GPS将无法正常工作。而借助于MTi惯性导航模块的加速度和俯仰角等信息，可以计算出便携设备相对于GPS信号失效位置的方向和相对位移量，从而计算出GPS模块的具体位置，完成辅助定位导航。本文考虑到该信息化系统功耗低、体积小、处理能力强的需求，结合目前嵌入式处理平台的发展现状，从便携式信息化系统整体功能考虑，选择了达芬奇平台，并基于达芬奇平台研究了GPS和MTi惯性辅助导航技术。本文在CCS(CodeComposeStudio)集成开发环境中，实现了GPS模块与达

3、芬奇平台的串口通信。从GPS模块得到所需的经纬度信息。然后，经过达芬奇平台对经纬度信息的提取、数据的转换，在LCD上实现了GPS二维定位显示。本文实现了惯性导航模块MTi(MotionTracking)与达芬奇平台的交互。主机通过串口发送配置信息来设置MTi模块的工作模式、输出数据种类和格式，得到了所需的加速度、航向角和俯仰角信息。根据航向角信息的正负和大小，计算出了MTi模块运动的方向。在获取三维加速度的基础上，利用积分算法，在At=-10ms时间问隔内，分别计算了模块在X、Y、Z轴的位移，然后再逐个对时间段的位移进行累加，得到模块在某段时间内的位移。为了提高计算模块位置的精度，初步探讨了重

4、力加速度在三维空间中对模块输出加速度的影响，以及在消除重力加速度影u向后，模块运动加速度在大地坐标系的投影方法。研究了在LCD上显示MTi模块运动轨迹的问题。关键词：嵌入式系统；达芬奇技术；全球定位系统；三维惯性导航分类号：TP391．9；TN965．5ABSTRACTABSTRACT：Becauseofitsa11．weather,highprecisionandhighefficiencyfeatures．GPS(GlobalPositioningSystem)hasbeenwidelyusedinpersonalcommunicationterminals，carnavigationan

5、dSOon．InadditiontoGPSfunctionality,theportableinformationsystem，withdynamicaudioandvideosignalcollection，encodinganddecoding，sniperlocalizerandwirelesstransmissionfunctionality,Callbeappliedtofieldexplorationandindividualequipmentofthemilitaryfield．Inthispaper,WefocusontheGPSandinertialnavigationtec

6、hnology．WithelectronicmapandLCDdisplaydevice，GPStechnologyprovidesvisualizablenavigation．Itiswidelyusedintrafficmanagement，PDAandSOon．Ifatleastfoursatellites’signalWasreceivedbyGPSreceiver,thepositioning劬ctionalityCanberealized．However,whenthesatellitesignalencountersshelter,GPScannotworkproperly．Wh

7、ile,withtheaccelerationand3DpostureinformationfromMTimodule’wecallcalculatethedisplacementwithreferencetothelocationofGPSsignalfailure．SowecancalculatethelocationoftheGPSmoduleaccordingtothedisplaceme