GPS-SINS嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著GPS和SINS的廣泛應(yīng)用，其研究也在不斷深化。國內(nèi)外學(xué)者提出了大量的實(shí)現(xiàn)方案和優(yōu)秀算法，目前已有一些設(shè)備能夠輔助完成這些算法方案的實(shí)際工程測試與驗(yàn)證，但由于構(gòu)建驗(yàn)證系統(tǒng)的復(fù)雜性以及諸如信號(hào)模擬器、高精度導(dǎo)航定位儀等一些設(shè)備的高成本性，使得大多數(shù)算法方案仍停留在理論仿真階段。
　　 本課題設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一套基于高性能FPGA和DSP器件的雙CPU結(jié)構(gòu)、GPS軟件接收機(jī)和SINS導(dǎo)航基礎(chǔ)算法的多功能GPS/SINS嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方案

2、，并對(duì)平臺(tái)開展實(shí)驗(yàn)測試，以驗(yàn)證其軟硬件性能。
　　 主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件部分，通過對(duì)流行的微處理器特點(diǎn)及性能比較分析，選擇FPGA+DSP的雙CPU結(jié)構(gòu)方案，完成控制及預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)解算模塊和主要輔助模塊電路方案設(shè)計(jì)，通過合理的PCB設(shè)計(jì)以及細(xì)致有序的焊接調(diào)試工作，一次性開發(fā)出可正常投入使用的嵌入式硬件平臺(tái)。
　　 (2)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件部分，著重研究SINS工作原理及重要算

3、法，選取解析式粗對(duì)準(zhǔn)和基于卡爾曼濾波器的精對(duì)準(zhǔn)方案，采用經(jīng)典的四元數(shù)理論更新姿態(tài)矩陣，結(jié)合已有GPS軟件接收機(jī)共同組成基礎(chǔ)軟件平臺(tái)。
　　 (3)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展靜態(tài)測試實(shí)驗(yàn)。對(duì)GPS中頻數(shù)據(jù)和慣導(dǎo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并加以測試分析，證明數(shù)據(jù)的正確和有效性。開展GPS靜態(tài)定位實(shí)驗(yàn)，定位效果優(yōu)于10m。對(duì)SINS相關(guān)基礎(chǔ)算法進(jìn)行仿真測試，證明算法選擇與設(shè)計(jì)的正確性。
　　 實(shí)驗(yàn)測試與實(shí)際應(yīng)用表明，本嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)