基于GPS/电子罗盘的测姿定位系统

以MEMS-IMU/GPS/电子罗盘组合导航系统研究为背景,提出并设计了一种基于电子罗盘/GPS的测姿定位系统;针对电罗经启动后要较长时间才能稳定,而陀螺球转速高、磨损大、寿命短等问题,将GPS与电子罗盘组合,利用多种信息源相互补充,构成了一种有多余度和高精度的导航定位系统,具有高精度、稳定、小型化、易操作等特点;该系统利用微型单片机C8051F021作为中央处理器,功耗极低的iTrax03-02作为GPS接收机,数字罗盘HMR3300提供姿态信息,通过串口通信,从而实现实时测姿定位功能。     

基于微机械惯性器件的GPS实时姿态测量系统

实现了基于微机械惯性器件的GPS单基线实时姿态测量系统,可以实时可靠地获得大范围作业系统的姿态信息.采用MEMS陀螺仪与倾角传感器构建的低成本惯性姿态测量系统(IAMS),由GPS测姿获得初始对准并控制误差传播,在发生丢星、周跳等情况时,利用IAMS实现单历元快速整周模糊度解算.同时实现了基于FPGA和浮点型DSP的硬件系统.实验表明:提出的方法能高精度、实时、可靠、稳定地获取姿态测量数据,满足测姿过程中计算量小、简洁易行的应用需求.     

基于DSC与MEMS的微型测姿系统研究

针对当前无人机航姿系统对GPS信息依赖严重的特点,设计了基于MEMS ADIS16405传感器和数字信号处理器（DSC）TMS320F28335的微型惯性测姿系统。以MEMS传感器的角速度、重力加速度、航向信息,建立姿态四元数方程,解算出飞行器姿态。运用扩展卡尔曼滤波方法,消除MEMS陀螺漂移误差。DSC28335的硬件平台实现了四元数扩展卡尔曼滤波算法。转台仿真试验表明,漂移误差能在线最优估计和实时补偿,输出的航姿精度较高。该微型测姿系统具有较高的实用价值。     

GPS姿态测量分析系统设计

研究导航系统定位优化问题,GPS载波相对定位进行载体姿态测量会受到信号传播误差、天线布局、姿态信息解算方法等因素的干扰,从而导致测姿精度下降。为了有效分析各种干扰因素对测姿系统影响程度,采用GPS载波相位双差定位和直接求解姿态矩阵算法,设计了GPS姿态测量分析系统,开发出能综合分析GPS测姿系统性能的分析软件,并通过实例进行了仿真。仿真结果表明,系统能完成GPS测姿系统定位性能优化的有效性。     

一种基于GPS/电子罗盘的低成本POS系统的实现

文章利用GPS接收机,三维电子罗盘研制了一个工程实现简易、成本低廉的实时定位测姿系统。针对不同传感器间存在的时间同步问题,系统以GPS提供的UTC时间为基准,通过STM32单片机的16位定时器获得各传感器的同步时间差,将各传感器独立的时间系统统一到UTC时间上,再经过内插处理,完成时间同步数据的获取。实验结果表明该系统具有较高的稳定性和可靠性,静态定位误差约为25m,综合考虑实验的内外部因素,认为该系统的定位精度在合理的范围之内,满足一般的民用低精度应用要求。     

基于单天线的MEMS-INS/GPS组合定姿方法

为了将MEMS-INS/GPS组合导航系统的定姿误差控制在一定范围内并保持较高精度,同时实现低成本测姿要求。文章提出一种新方法,即采用组合速度信息估计加速度,再利用二者实现单天线GPS姿态解算,最后将姿态信息一定间隔内反馈给惯导进行四元数更新实现捷联惯导姿态更新,进一步完成组合姿态预测滤波。通过分析仿真数据,表明单天线测姿误差不随时间累加,且俯仰角、横滚角、航向角误差分别在0.2度、0.5度、0.2度范围内。最后在动态跑车试验中,将MEMS惯导组合测姿和单天线GPS辅助组合测姿结果进行了比较。     

雷达图像传输天线自动控制系统的设计

基于GPS和数字罗盘技术,提出了雷达图像传输天线自动控制系统的设计方案,通过GPS采集图传天线的位置信息,通过数字罗盘采集图传天线的姿态信息,通过步进电机驱动天线实现定向,并进行了精度分析。     

基于MARG的无人机抗干扰系统的研究

由IMU或电子罗盘组成的无人机航姿测量系统易受载体有害加速度或周围局部磁场干扰导致姿态角解算不准确;针对该问题提出将自适应扩展卡尔曼滤波算法应用于该系统;在卡尔曼滤波算法中提出引入分段函数构造自适应测量噪声方差阵;相比于传统噪声方差阵的阈值判断方法,该方法提高了传感器信息的利用率,进一步减小了外界干扰对系统姿态估计的影响,最终提高了姿态角的解算精度;最后针对该方法进行了仿真分析和无磁转台实验验证,仿真和实验结果表明,该方法能有效提高无人机航姿测量系统的抗干扰能力,具有一定的应用价值.     

一种新的GPS/SINS组合测姿模型

针对多天线GPS/SINS组合测姿中存在的精度不够和难以实现的问题,研究了一种新的GPS/SINS组合测姿模型;利用GPS载波相位高精度相对定位技术,在传统“速度+位置”松组合的基础上,加入了基于基线向量误差的姿态量测方程,提出了一种精度较高并且较易实现的GPS/SINS组合测姿模型;基于某飞行仿真航迹对模型的测姿性能进行了数值仿真,并与传统测姿模型进行了对比分析;仿真结果表明,与传统模型相比,新的测姿模型可以显著提高导航系统测姿精度和滤波收敛速度,偏航角、俯仰角测量精度可达0.02°,滚动角测量精度可达0.1°,可为飞行器的高精度组合测姿提供一定的参考价值。     

PDA在电子罗盘姿态显示中的应用

在电子罗盘试验中没有经济便携的显示终端给研究工作造成了不便，本文选用运行Palm OS的PDA作为数据终端，对HMR3300型数字罗盘输出的姿态进行接收和处理，并把姿态显示在PDA上。文中对Balm串口通信进行了分析和研究，并阐述了在Palm机上显示电子罗盘姿态信息的设计与实现。本文对PDA串口通信的开发也具有借鉴意义。     

一种基于GPS和电子指南针的车辆跟踪系统

提出一种基于GPS伪距差分定位数据和车载电子指南针的车辆跟踪方法.该方法周期性地同时采集车辆的GPS伪距差分定位数据和车载电子指南针的角度数据,通过一种数据融合方法将两类数据进行融合,实时给出经过误差修正的车辆运行轨迹.该方法的优点之一是车载电子指南针的角度不会产生误差积累,可以对GPS伪距差分定位数据进行有效的修正,从而提供更精确的车辆运行轨迹.     

基于多线程技术的GPS罗盘数据采集与处理

设计一套基于多线程技术的GPS罗盘数据采集和处理系统,给出GPS姿态测量原理及相关通信协议,在此基础上以SDI-COMPASS为例,采用Win32的API通信函数实现GPS罗盘和PC机之间多线程、非阻塞的串口通信。静态和动态实验表明,该系统可以快速、准确地采集和处理GPS罗盘数据,具有很高的稳定性和灵活性。     

基于Cortex-M4的多传感器组合导航系统设计

针对移动机器人导航定位需求,设计了一种低成本、便携式的多传感器组合导航系统.采用ARM Cortex-M4内核的STM32F407处理器为电路核心,利用微惯性测量单元(MIMU)、全球卫星定位系统(GPS)以及电子罗盘作为导航数据源,进行了相关的硬件设计;采用移动导航平台进行实验验证,通过实测数据进行分析,结果表明:该组合导航系统可以有效提高导航精度,使其导航定位经纬度误差稳定在1.0m左右,航向角误差稳定在0.8°以内,对移动机器人导航有一定的参考价值.     

基于Android技术的北斗／GPS车载导航系统设计

针对目前车载导航终端价格昂贵及GPS定位精确度的问题,设计了一种基于Android技术的北斗／GPS双模式定位车载导航终端。该终端通过对北斗和GPS信号的实时采集,将处理后的信息结合百度电子地图在触摸屏上实时直观显示用户当前位置,导航应用程序实现了周边及路线查询、地图切换、一键回家等功能。实验表明,在Android平台上开发车载导航应用,可以降低设备终端的成本,有利于软件的开发和升级。     

基于Google API的导航地图软件设计与实现

在J2ME平台下,利用J2ME的JSR179定位开发包作为开发定位程序的API,用Google API获取地图,以即时获取路线规划中所有拐点的信息,设计出GPS电子地图。该电子地图具有实时定位、兴趣点添加、删除、查询、锁定、路线规划以及离线地图定位等功能。实践证明该软件能在中低端手机中流畅运行,是一款通用的电子导航地图软件。     

智能手机增强现实关键技术研究

将增强现实技术应用到智能手机上,实现增强现实系统的小型化和便携化,会大大拓展和深化增强现实系统应用的广度和深度。当前对于智能手机增强现实技术的研究,一般采用基于计算机视觉（即视频检测）的注册方式。首次提出了在智能手机上采用GPS/三维电子罗盘的注册方法,研究微型三维电子罗盘与智能手机的软、硬件接口,从底层开发并实现具有增强现实功能的软件模块,建立基于智能手机的空间信息三维可视化模型算法,并以三维管线为例进行实证研究,结果表明基于空间信息的智能手机增强现实构建的技术路线是可行的。     

基于多源信息融合的车辆定位系统设计

车辆定位是智能交通系统中实现车际信息交互的关键支撑技术.针对现有通用车辆定位算法存在的定位漂移、精度不足、实时性差、鲁棒性弱等特点,在分析全球定位系统(GPS)及ZigBee技术基础上,设计了一种使用GPS和ZigBee多源信息融合的车辆定位系统.通过ZigBee组建网络,以GPS与接收信号强度指示(RSSI)多源联合...     

基于SOC的组合定位系统设计

针对传统的全球定位系统（GPS）存在定位盲区等缺点,设计了一种基于系统集成（SOC）的组合定位系统。系统通过采用GPS和数字指南针组合定位的方式实现了定位系统的实时连续定位;同时,通过通用分组无线业务（GPRS）以Internet的形式实现了定位终端和监控中心的实时通信。实验结果表明：该系统消除了定位盲区,并能够满足实时定位的需求。     

基于LabVIEW和Arduino方位角智能化测控系统设计

针对仪器仪表方位角智能化不够、携带不便、驱动系统不完善等问题,设计了一套基于LabVIEW和开源电子原型平台(Arduino)对三维电子罗盘控制和方位角实时测量的系统.硬件结构主要包括Ar-duino控制板、步进电机驱动系统,以及三维电子罗盘.其中,三维电子罗盘搭载于步进电机上,并利用LabVIEW软件高效的测控功能与Arduino控制板对步进电机的驱动能力,实现智能化控制三维电子罗盘转动并实时测量罗盘方位角的功能.实验结果表明系统能够有效地控制三维电子罗盘转动和对方位角的测量,且运行稳定可靠.