隨著GPS(Global Positioning System)技術的不斷發展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數量大幅度增加,應用領域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在,單機定位精度受到影響。目前常從兩個方面考慮減小誤差提高精度:①用高精度相位天線、差分技術等通過提高硬件成本獲取高精度;②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實現精度提高。兩種方法中,后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節約成本,而且便于系統融合,是應用于GPS定位的系統中更有前景的方法。但由于在系統中實現定位濾波算法需要時間,傳統CPU往往不能滿足實時性的要求,而FPGA以其快速并行計算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺上,根據“先時序后電路”的設計思想,由同步沒計方法以及自頂向下和自下而上的混合設計方法實現系統的總體設計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結果的坐標變換,最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差,實現實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統,為GPS定位數據的處理方法做了新的嘗試,為基于FPGA的GPS嵌入式系統的開發奠定了基礎。具體工作如下: 基于FPGA設計了GPS定位數據的正確接收和顯示,以及經緯度到平面坐標的投影變換。根掘GPS輸出信息標準和格式,通過串口接收模塊實現串口數掘的接收和經緯度信息提取,并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數據格式由ASCⅡ碼轉變為十進制整數型,實現利用移位和加法運算達到代替乘法運算的效果,從而減少資源的利用率。在坐標轉換過程中,利用查找表的方法查找轉化時需要的各個參數值,并將該參數先轉為雙精度浮點小數,再進行坐標轉換。根據高斯轉化公式的規律將公式簡化成只涉及加法和乘法運算,以此簡化公式運算量,達到節省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素,將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差,建立了系統狀態方程、觀測方程和濾波方程,并基于分散濾波的思想進行卡爾曼濾波設計,并通過Matlab進行仿真。結果表明,本文設計的卡爾曼濾波器收斂性好,定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎上,實現基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎上,通過IP核、模塊的分時復用和樹狀結構節省資源,實現數據卡爾曼濾波,達到提高數據精度的效果。 設計中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺,采用Verilog HDL硬件描述語言實現,利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線,一共使用44438個邏輯資源,時鐘頻率達到100MHZ以上,滿足實時性信號處理要求,在保證精度的前提下達到資源最優。Modelsim仿真驗證了該設計的正確性。
標簽: FPGA GPS 定位 信息處理
上傳時間: 2013-04-24
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無人機在空中偵察、監視、通信、反潛以及電子干擾等領域發揮的作用日趨重要,GPS技術已經成為無人機快速,安全,有效地執行任務的關鍵技術。傳統的GPS信號捕獲算法,每搜索一個多普勒頻點需要進行兩次FFT和一次IFFT,運算量大且實時性差。文中利用C/A碼功率譜對稱性的特點,通過減少參與循環的FFT點數的方法對傳統的FFT算法做了改進并利用MATLAB進行了仿真,仿真結果表明,改進后的捕獲方法能夠在滿足捕獲精度的條件下,可以更快的完成捕獲任務,有效地提升了導航定位的實時性。
標簽: GPS 無人機 信號 快速捕獲
上傳時間: 2014-01-09
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隨著GPS、GALILEO、GLONASS以及我國北斗導航定位系統的不斷發展,基于多星座下的GNSS接收機自主完好性監測算法也已被國內外學者廣泛研究。本文首先介紹了接收機自主完好性監測(RAIM)算法的原理,然后分別對單星座、多星座組合下的RAIM算法進行了研究和仿真,圖形化和數據化的仿真結果充分證明了多星座組合下的完好性監測性能優于單星座下完好性監測性能。
標簽: GNSS 接收機 監測 算法研究
上傳時間: 2013-11-11
上傳用戶:止絮那夏
為提高農產品追溯效率、降低農產品跟蹤、監控成本,通過對現有農產品生產、定位、跟蹤、監控、銷售等全過程進行了分析,給出了一種基于RFID農產品可追溯系統的物聯網設計方案。重點分析了標簽的唯一編碼方案、RFID防碰撞算法和RFID數據采集過濾算法,最后對RFID數據采集進行了仿真與實現。應用結果表明對提高農產品追溯效率、降低農產品跟蹤、監控成本有較明顯的效果。
標簽: 物聯網 農產品 關鍵算法
上傳時間: 2013-10-23
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設計了基于麥克風陣列和時延估計算法的聲音定位系統#硬件采用多通道同步模數轉換器和數字信號處理器實現
標簽: 聲音定位 機器人設計
上傳時間: 2013-10-28
上傳用戶:dalidala
衛星導航定位中,基于載波相位觀測值的RTK定位技術能夠在達到厘米級的定位精度,其核心技術是整周模糊度的快速解算。采用LAMBDA方法能快速解算整周模糊度完成初始化,實時周跳檢測,搜索并固定新的模糊度。利用2個NovAtel接收機采集數據,對采集到的數據進行仿真驗證。仿真結果顯示,該方法縮短了搜索的時間,定位結果達到了精度要求。
標簽: LAMBDA 算法 衛星導航定位 中的應用
上傳時間: 2013-10-25
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近年來,多輸入多輸出(MIMO)雷達受到國內外科研人員的廣泛關注。這種新體制雷達能夠在時域、頻域、空域、碼域獲取更加豐富的目標和環境信息,尤其是MIMO雷達的空間分集和信號分集特性在提高雷達的檢測與參數估計性能等方面具有很大的優越性,能夠突破傳統雷達的性能限制。論文圍繞MIMO雷達空間分集與信號分集特性,針對目標分辨與定位問題提出了MIMO雷達DOA估計的新算法,利用MIMO雷達實驗系統的實驗數據驗證了新算法的有效性。
標簽: MIMO DOA 雷達 估計算法
上傳時間: 2013-11-09
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當GPS信號發生阻塞時,可見衛星數會不足4顆,這時迭代最小二乘算法(ILS)與普通擴展卡爾曼濾波(EKF)都不再適用。針對這一問題提出了一種改進的EKF算法。該算法利用在垂直地面方向上的位置變化緩慢這一運動特性,建立了改進EKF算法的系統模型。通過理論分析得到了濾波器參數,最后利用真實的GPS衛星數據進行驗證。實驗結果表明,在可見衛星數不少于4顆時,此改進的EKF算法定位精度與普通的EKF算法基本相同;在GPS信號阻塞只有3顆可見衛星時,此改進的EKF算法的定位精度明顯優于普通的EKF算法。
標簽: GPS EFK 信號 阻塞
上傳時間: 2013-12-26
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一個用于人臉定位的程序,圖像處理中的大量使用的項目。提供了一些可用的算法。
標簽: 人臉 定位 程序
上傳時間: 2013-12-30
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一個gps單點定位的程序,程序算法有效,同時可以讀取renix文件。
標簽: 單點定位 程序
上傳時間: 2013-12-18
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