基于GNSS的农业机械定位与姿态获取系统

精准定位与姿态信息是农业机械导航的基础,准确获取导航投影点是自动导航的关键。以K728 GNSS板卡为定位板卡,ADIS16445陀螺仪为姿态传感器,研制了农业机械定位与姿态获取系统。系统以STM32F407ZGT6为CPU对GNSS板卡输出信息进行解包;采用卡尔曼滤波与加权融合技术获取姿态信息;以坐标转换理论计算导航投影点;采用CAN总线输出姿态和导航投影点定位信息。试验结果表明:导航平面坐标系下定位精准度小于1 cm,姿态测量平均误差小于0.3°,满足农业机械导航要求。

基于开发板和GPRS无线数据采集与传输的GNSS技术研究

随着卫星导航定位系统和计算机网络技术的发展,GNSS实时测量与数据传输成为GNSS技术广泛应用的前提。本文以STM32F103RET6开发板为硬件基础,设计了一套以GNSS数据实时采集终端、GPRS网络数据传输和数据处理中心为核心的GNSS数据采集与处理系统。通过实验,验证了该系统的正确性与可靠性。

国产GNSS板卡定位性能测试方法研究

本文研究了国产GNSS接收机板卡与计算机间的串口通信技术,探讨了板卡NMEA0183协议解析步骤,提出了基于定位精度、稳定性和冷热启动效率等指标的板卡定位性能判别方法,基于Matlab编程测试了司南K500板卡的定位性能,得出了有益的结论。

箭载GNSS数据融合处理及精度分析

针对箭载GPS、GLONASS与北斗导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)多星座导航接收机融合定位中多系统多星冗余信息的处理问题,研究了不同导航系统下观测数据的权值确定策略,给出了改进的简化Helmert方差分量估计方法,实现了箭载GNSS数据融合定位处理中观测数据的自适应定权,通过实测数据计算分析表明:该权值确定策略,能充分利用可用冗余卫星信息,提高定位结果的可靠性,对定位精度有明显改善,且计算量小,适用于运载火箭GNSS实时弹道确定。

一种用于监测型GNSS接收机的定位精度测试设备研究

近年来,随着高精度全球导航卫星系统(GNSS)接收机板卡的市场化,水利水电行业自主研发的全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机设备相继投入使用,针对这种具有自主产权的全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机性能检测不足的问题,我们研制了一种简易的测试设备,专门用于检测此类全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机的定位精度和灵敏度测试,并对通过该设备获得的数据与GNSS监测型接收机测得的数据一致性进行了研究。实测结果表明,该测试设备操作方便,数据处理方法简单可行,可用来对全球导航卫星系统(GNSS)监测型接收机在不同环境下的定位精度和灵敏度进行有效测试。

多板卡多模卫星信号模拟器的研究与实现

针对多模多频点卫星信号模拟器设计难度高、占用系统硬件资源大的问题,提出一种多板卡传输与同步方式生成卫星导航信号的设计方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速D/A转换以及射频上变频电路,详细介绍了信号传输与同步方案的设计思想及实现。通过联合定位测试结果表明,该方案有效降低硬件平台及芯片的个体性差异带来的误差,实现信号同步生成,设计灵活、工作可靠稳定,对于低成本实现多系统多频点卫星信号模拟器的研究具有重要意义。

一种采用Wi-Fi技术的嵌入式服务器

介绍了一种采用Wi-Fi技术的嵌入式服务器,详细描述了服务器的设计、实现以及车载应用案例。该服务器工作在Wi-Fi访问点模式,采用TCP协议与Wi-Fi站模式设备通信。服务器实时无线汇聚客户端的数据,在对数据进行位置信息标记、日期时间增加等预处理后,将数据存储于本地SD存储器。

GNSS星载原子钟性能评估

星载原子钟作为导航卫星上维持时间尺度的关键载荷,其性能会对用户进行导航、定位与授时的精度带来影响。介绍了原子钟评估常用的三个指标(频率准确度、飘移率和稳定度)的定义及计算方法,利用事后卫星精密钟差数据,开展了全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)星载原子钟性能评估,分析了GNSS星载原子钟特性。结果表明,GPS(global position system)BLOCKIIF星载铷钟与Galileo星载氢钟综合性能最优;北斗系统中地球轨道卫星与倾斜同步轨道卫星星载原子钟天稳定度达到2~4×10-14量级,与BLOCK IIR卫星精度相当;频率准确度达到1~4×10-11量级;频率漂移率达到10-14量级。

利用平滑广播星历的GNSS星载钟短稳评估方法

由于没有精密钟差数据,目前北斗和Galileo系统的一般用户很难获得精确的星载钟短期稳定度参数。在分析利用单个监测站观测数据实现星载钟短稳评估方法的基础上,提出了一种利用平滑广播星历的简单评估方法,给出了该方法的实现原理,并对其中的误差修正方法进行了讨论。利用GPS数据进行了有效性验证,与IGS的结果比较表明,该方法对800s平滑间隔内的短稳评估相对误差小于10%;与利用精密星历(PE法)和广播星历(BE法)两种方法的结果比较表明,本文方法与PE法获得的结果一致,优于BE法的评估性能。利用该方法对目前北斗所有11颗卫星(截至2012-08)的星载钟短稳进行了评估,其结果为6×10-12(τ=1s)、2×10-12(τ=10s)、5×10-13(τ=100s)、2×10-13(τ=1 000s)。

利用多频多系统GNSS OEM板卡实现高精度变形监测

针对近年来被广泛应用的多频多系统GNSS OEM板卡,设计并实现了一套基于多频多系统OEM板卡的低成本变形监测系统,包括数据解码、基线处理、网平差和坐标转换等,能够实时获取测站点高精度空间坐标。以某高层建筑形变监测为例,通过串口通信获取板卡多频多系统观测信息,并经过该系统解算,实现了监测点实时定位,且系统成本相比市场上测量型GNSS接收机系统下降了约40%。实验结果表明,该系统解码精度可达0.2 mm,静态模式定位精度可达到平面2 mm以内,高程5 mm以内,动态模式定位精度可达到平面5 mm以内,高程10 mm以内,验证了该系统的可靠性和适用性。

卫星定位不停车收费中基于决策圈的路径识别方法

首次提出在复杂区域使用决策圈的方法进行地图匹配,并提出一种GPS地图匹配和设置决策圈结合的新的路段识别方法,用于解决高速公路卫星收费系统或车载导航中复杂路段地图匹配不准确的问题。对常规地图匹配算法GPS由于精度难以匹配的路段区域设定决策圈,对决策圈内路段进行特殊匹配处理。在处理方法上利用预先采集到的路段上的准确点代替电子地图上的路段,把传统匹配中点与线的匹配变为点与多点的匹配来减小传统匹配中的误差,通过计算GPS点与精确点的关系来确定点与线的关系,最后通过两步法判断车辆所在路段,达到路段识别的目的。