基于PC104和DSP的分布式导航计算机设计

单独采用PC104不能很好的实现多传感器的数据采集和导航解算双重任务,本文基于PC104的堆栈式结构,以TI公司TMS320F28335浮点DSP为核心处理器设计了一款双CPU、分布式、小型化的导航计算机。通过PC104总线扩展MOXA多串口卡实现微惯性测量元件MIMU和GPS的数据采集,而在DSP中完成导航算法和组合导航参数的解算。PC104与DSP之间的高速数据通信通过扩展双端口RAM实现,系统地址的逻辑选通和时序的控制通过CPLD实现     

导航模拟装置的设计与开发

设计并完成某运载体的组合导航系统的模拟装置。该导航模拟装置采用姿态传感器和模拟多普勒的数据实现导航模块在应用上的功能,利用嵌入式PC104搭建硬件平台,在Borland C++4.5和Visu-al Stdio6.0工具下分别完成Dos环境下的导航程序和Windows环境下的人机交互界面,提供低成本的实时导航信息,在保证实用性的基础上为产品的破坏性试验降低成本,最后通过小车实验结果表明导航模拟装置的实用性和精确度。     

基于VxWorks的水下航行器组合导航系统设计

提出了一种在PC104硬件平台上,以VxWorks为实时操作系统的水下航行器组合导航系统设计方案;介绍了硬件组成原理,设计了基于联邦滤波器的数据融合算法,着重给出了基于VxWorks实时多任务软件的设计过程,包括软件层次设计和具体任务设计;由于采用了联邦滤波融合算法和嵌入式多任务实时操作系统,与传统的导航系统相比,设计的组合导航系统不但导航精度提高而且实时性大大增强;实验结论表明设计的组合导航系统高效可靠。     

基于PC104的GPS数据采集系统

PC104在工控领域应用非常广泛，文中着重介绍了PC104的串口特性，另外还介绍了GPS的原理及应用特性，最后结合实际用C语言编程，实现了基于PC104的GPS数据采集方法。为移动车辆时自动导航提供解决方案。     

弹道导弹惯性/双星/天文组合导航系统研究

弹道导弹飞行特点对其导航系统提出了较高的技术要求,因此提出一种惯性/双星/天文组合导航方案对弹道导弹实时估计和修正导航误差,提高导航精度,该组合导航方案以惯性导航系统与天文导航系统的姿态角差值、惯性导航系统与双星定位导航系统的位置差值作为观测量,建立弹道导弹导航系统的数学模型和观测方程,以无反馈模式联邦滤波器在线估计弹道导弹导航参数误差值.通过计算机仿真并分析仿真结果:和惯性导航系统相比较,这种组合导航系统可以提高弹道导弹导航精度,适合弹道导弹组合导航.     

机载北斗/GPS/SINS组合导航系统软硬件设计

针对单一导航导航系统在导航精度、稳定性、设备成本以及导航信息完备性等方面的局限性,设计了卫星导航/惯性导航组合导航系统;针对GPS导航系统受制于人及北斗导航系统发展尚不完善的特点,提出了基于北斗/GPS/SINS的军用机载组合导航系统软硬件设计;搭建了北斗/GPS/SINS组合导航系统硬件平台,采用基于不确定度的加权平均数据融合算法提高组合导航系统的导航可靠性和准确性;仿真结果表明,该组合导航系统稳定性好,可靠性高,定位准确。     

SINS/GPS／陆标组合导航在平流层飞艇中的应用

针对平流层飞艇的飞行特点，本文提出了SINS／GPS／陆标组合导航方法，给出了SINS／陆标组合导航的观测模型，并将改进的Sage—Husa自适应滤波方法与联邦滤波相结合，用于SINS／GPS／陆标组合导航系统。数学仿真结果表明：新组合导航方法相对于SINS／GPS组合导航系统，可以有效改善平台误差角的估计精度，同时利用改进的自适应联邦滤波可有效提高全局滤波精度。     

某型飞机地面导航仿真器软件总体设计

以PC/104嵌入式计算机为平台的某型飞机地面导航仿真器,模拟导航计算机的空中有关导航功能,实现与飞机实际操作控制台之间的通信,并通过转换电路驱动了相应显示设备,同时实现以太网数据同步监控、显示和处理等。该仿真器为飞行参数分析、处理提供了一个简单可靠、实时的数据源。对仿真器总体设计过程尤其是软件开发过程进行了翔实的介绍,拓宽了广大从事Windows环境下仿真器设计的工程技术人员视野。     

惯性导航系统陀螺漂移补偿算法研究

分析了几种计算惯导系统导航陀螺漂移的方法，构思了一种组合导航系统模式，在水下即可完成对惯导的校正，对导航陀螺漂移进行补偿。同时还提出了对导航陀螺漂移补偿的优化组合算法。理论分析及计算机仿真结果均表明，应用该组合导航系统可大大提高潜艇的导航定位精度和隐蔽性。     

CAN总线在水下航行器导航与控制系统中的应用

导航和控制系统是水下航行器的重要组成部分,CAN总线是现场总线和分布式实时控制的发展趋势.针对传统采用RS422通信的集中式导航控制系统中控制管理中心任务过重、可靠性差、抗干扰 能力差等缺点,设计了基于CAN总线的分布式导航和控制系统.首先给出了分布式系统的构建方案;再针对基于PC104的控制管理中心、预置器与CAN总...     

YH-7000VG型惯导与弹载计算机的数据通信设计

为了实现弹载计算机和惯导的高速数据通信,对数据通信的工程化电路进行了设计.对YH-7000VG型惯导的性能进行了分析,并根据仿真系统的需要进行了波特率设置.介绍了RS-232串行口电平驱动电路以及弹载计算机的软件设计,实现了弹载计算机的各项功能.试验表明,弹载计算机完成了空间运动参数的数据采集与处理,满足超声速导弹半实物仿真系统的需要.     

一种车载导航系统的信号调理电路设计与GPS信息提取

简述了车载组合导航系统的组成及工作原理，并针对车速传感器和速率陀螺信号不能直接送入数据采集卡的问题，为车速传感器及速率陀螺信号的采集设计了调理电路。完成了GPS接收机数据采集的串口编程，并分析了NMEA-0183电文格式，给出了GPS信号提取程序流程图，并编程实现，按照本文设计，可获得组合导航系统导航定位所需全部数据。     

GPS/INS组合导航系统设计及实现方案

将两种或多种导航系统(或传感器)组合起来成为一个综合系统,其导航性能比单一的系统好,因此组合导航系统目前已成为导航系统的发展方向之一。现代控制理论的成就,特别是最优估计理论的数据处理方法,为组合导航系统提供了理论基础。介绍了GPS/INS组合导航系统的经典组合方式和采用卡尔曼组合滤波器的组合方式。重点对采用卡尔曼滤波的软件组合方式进行分析和推导,将全组合滤波法和分布式组合滤波法进行了较全面的比较。     

嵌入式组合导航系统中多路异步串口系统的设计

在嵌入式组合导航系统中,对导航计算机进行串口扩展是实现导航计算机和多个异步串口导航设备进行数据通信的重要前提。针对目前的串口扩展法无法有效利用串口扩展芯片内部FIFO的问题,提出了一种基于数据拆分的串口扩展法,并依据该方法设计了以MSP430F149单片机和TL16C554A芯片为核心的多路异步串口系统。试验证明,该方法能有效地利用串口扩展芯片的内部FIFO,提高了系统的串口通信效率。     

基于PC104的水下航行器导航系统设计

导航系统是水下航行器的重要组成部分，为了实现水下航行器的精确导航，采用了以PC104工控计算机为核心、GPS定位和惯性导航相结合的导航系统的改进方案，给出了导航系统的工作原理及基本硬件组成，介绍了惯性测量单元、GPS、电子罗盘等传感器与主控计算机进行通讯的各个软件模块的功能，并使用了异步卡尔曼滤波器进行数据融合与航位推算；该系统在提高导航精度的同时还具有通用性，可适用于不同类型的水下航行器。     

基于MLP神经网络改进组合导航算法

为解决GPS信号失锁条件下,GPS/INS(inertial navigation system)组合导航系统解算精度降低甚至发散的问题,提出采用多层感知机神经网络(multilayer perceptron neural networks,MLPNN)来辅助组合导航系统。在GPS信号有效时对神经网络进行训练,在GPS失锁时利用神经网络对INS的导航误差进行修正,实现组合导航的连续性。跑车实验数据表明,GPS信号失锁360 s左右时,MLPNN辅助的组合导航方法最大位置误差在40 m以内,相对于纯惯性导航推算降低了35%的误差。该算法对GPS失锁后抑制GPS/INS组合导航系统误差快速发散、提高导航解算精度有显著效果。     

组合导航定位技术在机车安全监控系统中的应用研究

针对目前火车机车监控系统中GPS定位精度低、抗遮蔽性差的问题,提出了一种基于GPS、ADXRS150微硅陀螺仪和机车速度传感器的组合导航定位设计方案,建立了组合导航信息融合算法模型,给出了实验结果数据。在实际应用中准确判断了机车进站轨道,提高了定位精度,为机车的远程监控提供了可靠的位置数据。     

基于运动姿态识别的行人惯性导航算法

针对室内定位惯性导航算法存在累积误差的问题,提出了一种基于运动姿态识别的行人惯性导航算法.在捷联惯性导航算法的基础上,引入了行人脚部姿态识别方法,将行人的位移以单步长为单位进行惯性导航解算.使用姿态识别与零速修正相结合确定每一步的静止时刻,改进步数检测结果,并对行人静止时刻的速度和位置信息进行校正,以降低累积误差;统计前期误差较小的行人惯性导航数据,并建立步频—步长模型,根据行人实时的步频和方向变化对当前步长进行校准,在行人以惯常运动姿态或运动姿态变化时分别采取对应的步长估计算法,以保证导航算法的准确性.实验结果表明:与传统捷联惯性导航算法相比,提出的算法提高了长距离导航的精度.     

轮式移动机器人组合导航方法及试验研究

该文提出了以惯性导航为基础,磁感应器修正的移动机器人组合导航方法。该方法以陀螺仪、磁感应器和里程计作为导航信息的检测器件,每隔一定的距离,利用磁感应器检测到的信息对陀螺仪和里程计进行修正,使得移动机器人能够精确定位、长时间稳定运行。一方面,消除了纯惯性导航随时间增长累积的误差;另一方面,对外界环境有较强的抗干扰能力。试验结果验证了该组合导航方法是有效、可行的,适于在线实时应用,能融合其它导航传感器信息,具有较强可扩展性。     

组合导航定位系统研究

掘进机是煤矿生产的主要机械装备之一,为使其高效、安全工作,满足人工化和智能化的发展趋势,设计了基于惯性导航系统和全站仪的悬臂式掘进机机身导航定位系统。本文将掘进机简化成两条履带,其它部件略去,建立掘进机机器人化数学模型。分别分析了基于全站仪和惯性导航系统的掘进机自动导航和定位技术的原理和特点,结合两者优点,将惯性导航系统和全站仪有机结合,介绍两系统相组合的巷道导航系统,并对组合系统在掘进机在使用中的导航和定位原理进行说明。