GPS/INS组合导航系统优越性研究及仿真

GPS和INS在导航过程中具有优势互补的特点,以适当的方法将两者组合起来成为1个组合导航系统,必定可以提高系统的整体导航精度及导航性能。本文在以Simulink为平台对INS、GPS进行单独仿真的基础上,充分考虑了各种误差情况,并结合深紧耦合的Kalman滤波器,对GPS/INS组合导航定位优越性进行了仿真验证,同时对GPS/INS组合时的数据同步问题作了较为详细地阐述。Simulink图形化的仿真结果不仅证明了组合导航提高导航精度的可行性,而且证实,通过适当的组合,系统的整体性能可以得到较为有效的改善。     

基于DSP和FPGA的导航系统硬件平台设计

导航计算机是捷联惯性导航系统中的核心部件,主要完成初始对准和导航计算,通常由高性能、高精度的计算芯片构成.基于DSP和FPGA技术,设计应用于导航系统的导航计算机,通过时序控制和程序设计,解决了DSP芯片的自举引导、芯片之间通信、脉冲信号计数和导航计算等问题.通过长航时导航实验测量,电路能够长时间稳定工作,测量的陀螺计数误差小于e-10,导航实验速度误差小于±0.5 m/s,最大的导航径向误差0.490 8 nm,在24 h内的导航精度达到0.5 nm.平台能够提供精确快速的测量和计算数据,为惯性导航系统发挥重要作用.     

基于并行数据处理结构的电能质量在线监测

提出了基于现场可编程门阵列器件FPGA与数字信号处理器DSP并行结构的在线电能质量监测与分析 .由FPGA同步产生系统控制时序,并充分利用FPGA与DSP各自在数字信号处理领域中的特点,在FPGA内设计了16位浮点FFT运算模块用于谐波分析,应用DSP实现电压波动与闪变等电能质量指标数据的计算,采用FPGA与DSP并行数据处理的方式,达到采样与数据处理的同步进行的目的,从而完成对多路信号的无缝采样与分析.     

基于并行数据处理结构的电能质量在线监测

提出了基于现场可编程门阵列器件FPGA与数字信号处理器DSP并行结构的在线电能质量监测与分析。由FPGA同步产生系统控制时序,并充分利用FPGA与DSP各自在数字信号处理领域中的特点,在FP GA内设计了16位浮点FFT运算模块用于谐波分析,应用DSP实现电压波动与闪变等电能质量指标数据的计算,采用FPGA与DSP并行数据处理的方式,达到采样与数据处理的同步进行的目的,从而完成对多路信号的无缝采样与分析。     

航位推算法在导航定位中的仿真研究

航位推算(DR)法最初用于船舶的航行定位中,所使用的加速度计、磁罗盘、陀螺仪成本高,尺寸大.而随着微机电系统技术的发展,加速度计、数字罗盘、陀螺仪尺寸、重量、成本都大大降低,使得其可以在行人导航中得以应用.针对DR算法的原理,利用GPS/INS紧密组合导航系统INS 1200进行导航实验,采集实时数据,利用DR算法以及坐标转换算法对实验数据进行处理,通过MATLAB软件模拟了经过坐标变换后的定位图.仿真结果表明,DR算法在短时间内有较高的导航精度,对短时间导航有较大意义.     

组合导航计算机设计

本文设计了一种基于DSP FPGA的组合导航计算机。以数字信号处理器DSP作导航解算处理器,以现场可编程门阵列FPGA作接口处理器,双机协同工作,速度快,同时满足了对组合导航计算机在速度、体积、功耗等诸方面的要求。     

基于FPGA的实时可编程高精度信号源设计

以16位高精度D/A转换器为核心构建波形重构电路,将单片机和FPGA组合实现总体控制,完成了基于FPGA的实时可编程高精度信号源设计。利用单片机集成的16位高精度A/D构建了一个闭环控制系统,提高了系统的整体精度。此外,应用USB总线技术完成波形数据和命令的实时下载,实现了信号源的实时可编程。对测试结果进行分析,信号源精度达到0.01%,满足设计要求,且系统稳定可靠。     

一种基于信息融合的滤波算法研究

针对GPS接收机在高机动工作状态或受遮挡时易出现"丢星"现象而导致定位中断的问题,提出了一种采用INS/GPS/DVS组合导航系统对载体进行快速定位、定向的新方法.为了研究平台式惯导INS、全球定位系统GPS和多普勒导航系统DVS组合导航联邦滤波器的实现,用MATLAB对算法做了仿真验证.结果表明:算法具有计算量小、信息传输量少的优点,在确保整个组合系统可靠性的前提下,导航精度有了明显提高.该方法可有效地提高导航系统的精度和可靠性,为融合导航系统的数据分析和处理提供了一个有效途径.     

利用FPGA实现同步FIFO设置方法

文中在QuartusⅡ环境中,用VHDL作为编程语言,实现用FPGA器件对同步FIFO设置的方法,在基于DSP的图像处理系统中达到使同步FIFO高效完成数据缓冲作用的目的。这种方法对FIFO的使用具有很好的借鉴意义。     

基于FPGA和DSP的高性能伺服控制器设计

针对高性能伺服控制器对复杂的控制算法以及较小延时的需求,研究了一种基于FPGA和DSP的高性能伺服控制器设计方法。FPGA完成电流环、坐标变换、空间脉宽矢量调制、电流位置读取,DSP则负责速度环、位置环和上位机通信,使系统既能实现复杂的控制算法,又能将延时控制到最小,从而保证控制器的最佳性能。此外,详细介绍了两者之间的通信方式以及三环控制器设计。试验数据结果表明,伺服控制器速度环带宽能达到100 Hz,额定转速下稳速精度在1 r/min以内,定位精度能达到0.02°,证实了该控制器结构的实效性。     

基于空间位置约束的稀疏指纹室内定位方法

针对基于位置服务的实际应用需求,分析了现有室内定位技术的局限性,提出一种基于空间位置约束的稀疏指纹定位方法,在数据层有效融合惯导和无线局域网(WLAN)定位信息,充分发挥二者优势协同完成定位任务。首先利用WLAN提供的接收信号强度(RSS)信息构建空间位置指纹数据库,并基于RSS构建稀疏指纹表征与定位模型;鉴于RSS数据易受环境干扰呈现多变性,利用惯导技术对位移状态进行初步估计,并以此作为约束条件构建基于空间位置约束的稀疏指纹定位模型。仿真实验结果表明,所提方法较惯导和稀疏指纹方法在定位精度方面分别提升58%和33%。     

一种基于DPA的高速数据流接收的校正方法

在高速数据采集系统中,对于高速数据流的接收的可靠性,是整个系统正常工作的前提与保证。在基于FPGA+DSP架构的高速数据采集系统中,由于FPGA布局布线、环境温度、工作电压的变化等各方面的影响,可能造成数据同步时钟与数据对应关系的偏移,由此而可能造成高速数据流接收的不可靠。针对以上问题,基于DPA(dynamic phase alignment,动态相位调整)的设计思想,提出一种高速数据流接收的校正方法,并在FPGA+DSP架构的高速数据采集系统上设计实现,使得数据同步时钟的时钟沿与数据的有效窗口的最佳采样位置动态对齐。最终实验得到的数据和现象证明了该校正方法的可行性和稳定性。     

基于ZUPT的车载MEMS惯性系统的混合滤波

针对车载系统在运动过程中运行时间长、动态性能变化频繁、车载导航系统不同的非线性特点,提出通过零速修正方法确定其动态特性。针对动态检测结果提出了混合滤波算法,根据车载导航系统不同的动态特性,特别是在GPS故障的情况下,采用本文提出的滤波方法有效地降低了载体在不同动态特性下的误差影响。实验表明,该方法能有效提高车载系统动态定位,改善由非线性误差导致车载系统误差积累造成的影响。     

北斗卫星导航系统（BDS）在智能电网的应用与展望

北斗卫星导航系统（Beidou navigation satellite system,BDS）对于智能电网的发展具有重要的推动作用。从BDS的发展现状和趋势分析出发,结合智能电网的需求,对BDS在智能电网中的应用开展研究。构建基于BDS的统一时空信息支撑框架,从授时、定位导航和短报文通信等方面分析BDS在智能电网的相关典型应用,结果表明：BDS是未来智能电网发展的基础支撑组件,大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等技术综合应用会对BDS起到融合增强效果,而BDS在智能电网的深化应用还面临成本、应用场景拓展、标准体系建设等挑战。     

高精度惯导系统信号处理平台的设计与实现

针对中高精度惯性导航系统中,陀螺仪和加速度计输出信号精度高、随机漂移小、动态范围大等特点,设计并实现了1种基于TI公司TMS320C6713B型DSP和Spartan-ⅡE系列XC2S50E型FPGA的高精度惯导系统信号处理平台.在简要介绍平台总体设计的基础上,重点探讨了A/D采集模块的硬件电路以及时序逻辑设计,关键硬...     

基于TMS320C6455的高速SRIO接口设计

本文以高端DSP TMS320C6455为例,介绍了高速SRIO(Serial RapidIO)接口协议及应用,设计了DSP间的SRIO通信,研究了基于SRIO的加载技术,并且分析了基于DSP和FPGA的SRIO网络通用处理平台等。基于TMS320C6455的SRIO系统,可进行共享式或分布式处理,可以更好地解决"强大计算能力"和"快速数据传输"两大挑战。实测表明,DSP间,DSP与FPGA间的读写操作均可稳定工作于每通道3.125Gb/s的速率,主DSP可通过SRIO加载从DSP。本文可作为SRIO接口设计及TMS320C6455通用处理平台开发的参考,也可作为今后复杂信息系统设计的参考。