水下定位系统中的数据采集和处理

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1、维普资讯http://www.cqvip.com电声基础匡0@回D@响固匡0@@⑨固@⑨凹§锄@文章编号：1002—8684(2008)O1—0049—03水下定位系统中的数据采集和处理·论文·田甜，李斌，陈连平(西北工业大学航海学院，陕西西安710072)【摘要】阐述了水下定位系统的原理，介绍了系统中通信接口的软件实现原理和方法，并提出了基于多线程技术的串口通信模型。最后给出在利用水声定位技术将GPS定位向水下延伸的方法中，GPS测量时的坐标转换公式和基准的选择。【关键词】多串口；数据采集；多线程；GPS坐标系；定位【中图分类号】0427【文献标识码】ADataCollect

2、ionandProcessinginUnderwaterPositioningSystemTIANTian，LIBin，CHENLian-ping(CollegeofMarineEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China)【Abstract】Theprincipleofunderwaterpositioningsystemisrepresented，andthetheoryandmethodofsoftwareimplementationofcommunicationinterfaceinth

3、esystemareintroduced．rheserialcommunicationmodelbasedonthemuhi-threadingisproposed．WhentheGPSpositioningisextendedtounderwaterbytheacousticspositioningtechnology，thecoordinateswitchformulasandthechoiceofbenchmarkarepresented．【Keywords】serialport；datacollection；multi—threading；GPScoordinate；p

4、osition1引言2系统的多串口数据采集随着海洋勘探的发展，水下目标定位技术的应用2．1数据采集的软件流程越来越广泛。本系统采用水下二次定位技术，利用舰载系统软件中的接口包括与GPS和与水声基站的声呐作为应答器GPS水下定位的中继站，采用水声相接口，接口的实现又包括硬件实现和软件实现，为了对定位技术将GPS水面定位向水下延伸，从而获得水方便与微机的通信连接，硬件实现采用通用的RS232下合作目标一应答器的大地坐标(即“绝对”坐标)位置，接口，它的工作方式可以通过编程设定，以异步串行其定位精度可保证与GPS在同一量级。系统原理框图通信方式工作，自动完成帧格式。软件实现采用了开如

5、图1所示，主控软件是系统的控制核心，用来控制发效率高的可视化编程软件VisualBasic，其流程如GPS的接收，设置水声基站的参数并控制水声换能器图2所示。的发射和接收，将接收到的GPS数据和水声基站回应系统运行时，首先打开连接GPS的端口，GPS设备的信息进行数据融合。每秒更新一次导航数据并传送给主控软件，软件将其保存下来为后面的数据融合做好准备。与此同时也通过给水声基站一个触发信号来启动水声通信的设备，将按一定时间间隔收到的水声数据去同步GPS数据，通过实时的算法处理解算出对应的水下目标位置信息。2．2多线程技术在多串口采集上的应用对于本系统，首先要保证GPS和水声基站两

6、个外本文将介绍系统各模块接口之间通信的软件流围设备与主机之间的实时通信功能，因此在程序设计程、多线程支持技术在多串口上的应用和对采集到的时要重点考虑多串口的支持技术。数据进行一些处理的方法。堕室蕉生差丝鲞差塑囫维普资讯http://www.cqvip.com电声基础，0@响@u(匡0@@舒⑨囿@⑨凹g跑6@岛(4)因为单线程进程并发运行时所占资源很程序运行开始多，所以许多操作系统限制用户进程总数，如很多设置参数，打开串口UNIX版本的典型值为40～100，这对许多并发应用是不够的。串I-I监视卜——读接收缓冲区为解决多进程调用时开销过大、资源浪费、处理并否：否有数据?发多任务不

7、足等问题，提出了线程的概念。把进程中的＼／±星执行代码与资源分离，则在一个地址空间中可执行多数据接收I条指令流，每条执行流就是一个线程。线程目前没有严格统一的定义，简单地讲它是程序中的单一顺序执行数据是否正确?＼／流，如图4所示。可见线程间的上下文要轻得多，同一●是lL数据分离进程内的多个线程共享同一地址空间，动态堆、静态数—据区及程序代码等为各线程所共享。进程作为独立的荔实体，为线程提供运行的资源并构成静态结构，线程为维护自己的控制流而保存寄存器和堆栈，线程是处理I兰量竺兰l机调度的基本单