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。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了一種基于51單片機控制的高精度微波輻射計天線伺服系統,詳細分析了其測角原理、定位精度、步進電機控制原理和RS485接口的原理。實驗結果表明,該系統運行平穩,響應迅速,定位精度高。
上傳時間: 2014-12-27
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今年年底北斗衛星導航系統已基本完成地球靜止軌道衛星和傾斜地球同步軌道衛星的建設工作。目前,在中國及周邊地區北斗導航系統已經可以單獨提供定位服務。本文對GPS/北斗組合系統以及GPS北斗單獨系統在上海的定位性能進行了評估,分析了在不同模式下的可視衛星數量、幾何精度因子、定位的穩定性和準確性。結果表明組合定位進一步提高了單獨系統模式下的定位性能,北斗系統目前在水平方向上的定位精度已經達到10米級。
上傳時間: 2013-10-20
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水下GPS定位精度受到各種因素的影響,為得到精確的定位數據,需要分析各因素與定位誤差的關系。文中介紹了水下GPS定位的系統組成和定位原理,詳細分析了影響定位誤差的各種因素,如基線長度、目標方位、浮標基元陣型、浮標姿態以及斜距和浮標坐標的誤差等。通過仿真分析得出了各因素對定位精度的影響程度以及浮標姿態對坐標修正量的影響程度,對減小和消除誤差的方法進行了探討,對提高水下GPS定位精度有一定借鑒意義。
上傳時間: 2013-10-29
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根據位置指紋室內定位算法的理念,提出了一種旨在減小計算量的定位方法,并將此方法應用于KNN算法中。以KNN算法為例,理論上分析了其計算量優化的情況,并在此優化算法的基礎上,通過仿真比較了K的取值、AP節點的位置及數量對定位精度的影響。結果表明該算法不但能夠保證位置指紋室內定位的精度,而且還能有效的減小定位過程中的計算量。該方法同樣可以推廣到其他位置指紋定位算法中,能在理論上解決位置指紋定位算法的計算量問題。
上傳時間: 2013-10-20
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基于信號到達角度(AOA)的定位算法是一種常見的無線傳感器網絡節點自定位算法,算法通信開銷低,定位精度較高。由于各種原因,估測的多個節點位置可能存在不可靠位置,提出了一種改進的基于信號到達角的定位方法,通過過濾誤差較大的估計位置,來提高定位的精度。仿真結果表明,本文提出的改進算法很好地提高了定位精度。
上傳時間: 2013-12-19
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在機器人的廣泛應用中,為了獲取各種參數和數據,確定各機器人基站的相對位置是極為重要的。為了安全和節省成本,對傳感器網絡采用了時延差定位算法和頻分復用傳輸模式,即可獲得傳感器網絡節點的相對位置。定位系統的搭建包括發射和接收兩部分,并采用了水聲換能器進行電-聲轉換和聲-電轉換。通過測試,該定位系統利用測試發射和接收信號之間的時間間隔,得到水下機器人傳感器網絡的相對位置,且滿足一定的定位精度。
上傳時間: 2013-10-20
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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。
上傳時間: 2013-10-25
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在論述了移動通信系統中無線定位技術應用、定位系統分類的基礎上,討論了目前所采用的各種定位方法及其適用的范圍和限制,分析了影響定位精度的各種環境因素,提出了在實際網絡中采用定位技術應考慮的問題和提高定位精度應解決的問題。
上傳時間: 2013-11-22
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為解決現Z-Stack定位程序代碼量大,結構復雜等問題,提出一種基于TinyOS的CC2430定位方案。在分析TinyOS組件架構基礎上,設計實現盲節點、錨節點與匯聚節點間的無線通信以及匯聚節點與PC機的串口通信。在此基礎上實現PC對各錨節點RSSI(Received Signal Strength Indicator)寄存器值的正確讀取,確定實驗室環境下對數-常態無線傳播模型的具體參數,并采用質心算法來提高定位精度。實驗顯示,在由四個錨節點組成的4.8×3.6 m2矩形定位區域中,通過RSSI質心定位算法求得的盲節點坐標為(2.483 1,1.018 5),實際坐標為(2.40,1.20),誤差為0.199 6 m,表明較好地實現對盲節點的定位。
上傳時間: 2013-10-21
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