2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特點(diǎn)使得GPS接收機(jī)的用戶數(shù)量大幅度增加,應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。但由于定位過(guò)程中各種誤差源的存在,單機(jī)定位精度受到影響。目前常從兩個(gè)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(shù)等通過(guò)提高硬件成本獲取高精度;②針對(duì)誤差源用濾波算法從軟件方面實(shí)現(xiàn)精度提高。兩種方法中,后者相對(duì)于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本,而且便于系統(tǒng)

2、融合,是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定位濾波算法需要時(shí)間,傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實(shí)時(shí)性的要求,而FPGA以其快速并行計(jì)算越來(lái)越受到青睞。
   本文在FPGA平臺(tái)上,根據(jù)“先時(shí)序后電路”的設(shè)計(jì)思想,由同步?jīng)]計(jì)方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換,最終到kalman濾波遞推計(jì)算減小定位誤差,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、高精度的GPS

3、定位信息采集處理系統(tǒng),為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試,為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下:
   基于FPGA設(shè)計(jì)了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示,以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式,通過(guò)串口接收模塊實(shí)現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取,并通過(guò)LCD實(shí)時(shí)顯示。在提取信息的同時(shí)將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制整數(shù)型,實(shí)現(xiàn)利用移位和加法運(yùn)算達(dá)到代替乘法運(yùn)算的效果,從而減少

4、資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中,利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時(shí)需要的各個(gè)參數(shù)值,并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點(diǎn)小數(shù),再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡(jiǎn)化成只涉及加法和乘法運(yùn)算,以此簡(jiǎn)化公式運(yùn)算量,達(dá)到節(jié)省資源的目的。
   卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)。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(guò)程的總誤差,建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測(cè)方程和濾波方程,并基于分散濾波的思想進(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計(jì),并通過(guò)Matlab進(jìn)行

5、仿真。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器收斂性好,定位精度高、估計(jì)誤差小。在仿真基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計(jì)算。在滿足實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上,通過(guò)IP核、模塊的分時(shí)復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波,達(dá)到提高數(shù)據(jù)精度的效果。
   設(shè)計(jì)中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺(tái),采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線,一共使用

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