随着GPS(Global Positioning System)技术的不断发展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特点使得GPS接收机的用户数量大幅度增加,应用领域越来越广。但由于定位过程中各种误差源的存在,单机定位精度受到影响。目前常从两个方面考虑减小误差提高精度:①用高精度相位天线、差分技术等通过提高硬件成本获取高精度;②针对误差源用滤波算法从软件方面实现精度提高。两种方法中,后者相对于前者在满足精度要求的前提下节约成本,而且便于系统融合,是应用于GPS定位的系统中更有前景的方法。但由于在系统中实现定位滤波算法需要时间,传统CPU往往不能满足实时性的要求,而FPGA以其快速并行计算越来越受到青睐。 本文在FPGA平台上,根据“先时序后电路”的设计思想,由同步没计方法以及自顶向下和自下而上的混合设计方法实现系统的总体设计。从GPS-OEM板输出的定位信息的接收到定位结果的坐标变换,最终到kalman滤波递推计算减小定位误差,实现实时、快速、高精度的GPS定位信息采集处理系统,为GPS定位数据的处理方法做了新的尝试,为基于FPGA的GPS嵌入式系统的开发奠定了基础。具体工作如下: 基于FPGA设计了GPS定位数据的正确接收和显示,以及经纬度到平面坐标的投影变换。根掘GPS输出信息标准和格式,通过串口接收模块实现串口数掘的接收和经纬度信息提取,并通过LCD实时显示。在提取信息的同时将数据格式由ASCⅡ码转变为十进制整数型,实现利用移位和加法运算达到代替乘法运算的效果,从而减少资源的利用率。在坐标转换过程中,利用查找表的方法查找转化时需要的各个参数值,并将该参数先转为双精度浮点小数,再进行坐标转换。根据高斯转化公式的规律将公式简化成只涉及加法和乘法运算,以此简化公式运算量,达到节省资源的目的。 卡尔曼滤波器的实现。首先分析了影响定位精度的各种误差因素,将各种误差因素视为一阶马尔科夫过程的总误差,建立了系统状态方程、观测方程和滤波方程,并基于分散滤波的思想进行卡尔曼滤波设计,并通过Matlab进行仿真。结果表明,本文设计的卡尔曼滤波器收敛性好,定位精度高、估计误差小。在仿真基础上,实现基于FPGA的卡尔曼滤波计算。在满足实时性的基础上,通过IP核、模块的分时复用和树状结构节省资源,实现数据卡尔曼滤波,达到提高数据精度的效果。 设计中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676为硬件平台,采用Verilog HDL硬件描述语言实现,利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布线,一共使用44438个逻辑资源,时钟频率达到100MHZ以上,满足实时性信号处理要求,在保证精度的前提下达到资源最优。Modelsim仿真验证了该设计的正确性。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:二驱蚊器
无人机在空中侦察、监视、通信、反潜以及电子干扰等领域发挥的作用日趋重要,GPS技术已经成为无人机快速,安全,有效地执行任务的关键技术。传统的GPS信号捕获算法,每搜索一个多普勒频点需要进行两次FFT和一次IFFT,运算量大且实时性差。文中利用C/A码功率谱对称性的特点,通过减少参与循环的FFT点数的方法对传统的FFT算法做了改进并利用MATLAB进行了仿真,仿真结果表明,改进后的捕获方法能够在满足捕获精度的条件下,可以更快的完成捕获任务,有效地提升了导航定位的实时性。
上传时间: 2014-01-09
上传用户:ainimao
随着GPS、GALILEO、GLONASS以及我国北斗导航定位系统的不断发展,基于多星座下的GNSS接收机自主完好性监测算法也已被国内外学者广泛研究。本文首先介绍了接收机自主完好性监测(RAIM)算法的原理,然后分别对单星座、多星座组合下的RAIM算法进行了研究和仿真,图形化和数据化的仿真结果充分证明了多星座组合下的完好性监测性能优于单星座下完好性监测性能。
上传时间: 2013-11-11
上传用户:止絮那夏
为提高农产品追溯效率、降低农产品跟踪、监控成本,通过对现有农产品生产、定位、跟踪、监控、销售等全过程进行了分析,给出了一种基于RFID农产品可追溯系统的物联网设计方案。重点分析了标签的唯一编码方案、RFID防碰撞算法和RFID数据采集过滤算法,最后对RFID数据采集进行了仿真与实现。应用结果表明对提高农产品追溯效率、降低农产品跟踪、监控成本有较明显的效果。
上传时间: 2013-10-23
上传用户:plsee
设计了基于麦克风阵列和时延估计算法的声音定位系统#硬件采用多通道同步模数转换器和数字信号处理器实现
上传时间: 2013-10-28
上传用户:dalidala
卫星导航定位中,基于载波相位观测值的RTK定位技术能够在达到厘米级的定位精度,其核心技术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,实时周跳检测,搜索并固定新的模糊度。利用2个NovAtel接收机采集数据,对采集到的数据进行仿真验证。仿真结果显示,该方法缩短了搜索的时间,定位结果达到了精度要求。
上传时间: 2013-10-25
上传用户:yuchunhai1990
近年来,多输入多输出(MIMO)雷达受到国内外科研人员的广泛关注。这种新体制雷达能够在时域、频域、空域、码域获取更加丰富的目标和环境信息,尤其是MIMO雷达的空间分集和信号分集特性在提高雷达的检测与参数估计性能等方面具有很大的优越性,能够突破传统雷达的性能限制。论文围绕MIMO雷达空间分集与信号分集特性,针对目标分辨与定位问题提出了MIMO雷达DOA估计的新算法,利用MIMO雷达实验系统的实验数据验证了新算法的有效性。
上传时间: 2013-11-09
上传用户:sclyutian
当GPS信号发生阻塞时,可见卫星数会不足4颗,这时迭代最小二乘算法(ILS)与普通扩展卡尔曼滤波(EKF)都不再适用。针对这一问题提出了一种改进的EKF算法。该算法利用在垂直地面方向上的位置变化缓慢这一运动特性,建立了改进EKF算法的系统模型。通过理论分析得到了滤波器参数,最后利用真实的GPS卫星数据进行验证。实验结果表明,在可见卫星数不少于4颗时,此改进的EKF算法定位精度与普通的EKF算法基本相同;在GPS信号阻塞只有3颗可见卫星时,此改进的EKF算法的定位精度明显优于普通的EKF算法。
上传时间: 2013-12-26
上传用户:cmc_68289287
一个用于人脸定位的程序,图像处理中的大量使用的项目。提供了一些可用的算法。
上传时间: 2013-12-30
上传用户:sevenbestfei
一个gps单点定位的程序,程序算法有效,同时可以读取renix文件。
上传时间: 2013-12-18
上传用户:lixinxiang