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
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本文介绍了一种基于51单片机控制的高精度微波辐射计天线伺服系统,详细分析了其测角原理、定位精度、步进电机控制原理和RS485接口的原理。实验结果表明,该系统运行平稳,响应迅速,定位精度高。
上传时间: 2014-12-27
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今年年底北斗卫星导航系统已基本完成地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的建设工作。目前,在中国及周边地区北斗导航系统已经可以单独提供定位服务。本文对GPS/北斗组合系统以及GPS北斗单独系统在上海的定位性能进行了评估,分析了在不同模式下的可视卫星数量、几何精度因子、定位的稳定性和准确性。结果表明组合定位进一步提高了单独系统模式下的定位性能,北斗系统目前在水平方向上的定位精度已经达到10米级。
上传时间: 2013-10-20
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水下GPS定位精度受到各种因素的影响,为得到精确的定位数据,需要分析各因素与定位误差的关系。文中介绍了水下GPS定位的系统组成和定位原理,详细分析了影响定位误差的各种因素,如基线长度、目标方位、浮标基元阵型、浮标姿态以及斜距和浮标坐标的误差等。通过仿真分析得出了各因素对定位精度的影响程度以及浮标姿态对坐标修正量的影响程度,对减小和消除误差的方法进行了探讨,对提高水下GPS定位精度有一定借鉴意义。
上传时间: 2013-10-29
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根据位置指纹室内定位算法的理念,提出了一种旨在减小计算量的定位方法,并将此方法应用于KNN算法中。以KNN算法为例,理论上分析了其计算量优化的情况,并在此优化算法的基础上,通过仿真比较了K的取值、AP节点的位置及数量对定位精度的影响。结果表明该算法不但能够保证位置指纹室内定位的精度,而且还能有效的减小定位过程中的计算量。该方法同样可以推广到其他位置指纹定位算法中,能在理论上解决位置指纹定位算法的计算量问题。
上传时间: 2013-10-20
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基于信号到达角度(AOA)的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点自定位算法,算法通信开销低,定位精度较高。由于各种原因,估测的多个节点位置可能存在不可靠位置,提出了一种改进的基于信号到达角的定位方法,通过过滤误差较大的估计位置,来提高定位的精度。仿真结果表明,本文提出的改进算法很好地提高了定位精度。
上传时间: 2013-12-19
上传用户:jennyzai
在机器人的广泛应用中,为了获取各种参数和数据,确定各机器人基站的相对位置是极为重要的。为了安全和节省成本,对传感器网络采用了时延差定位算法和频分复用传输模式,即可获得传感器网络节点的相对位置。定位系统的搭建包括发射和接收两部分,并采用了水声换能器进行电-声转换和声-电转换。通过测试,该定位系统利用测试发射和接收信号之间的时间间隔,得到水下机器人传感器网络的相对位置,且满足一定的定位精度。
上传时间: 2013-10-20
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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
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在论述了移动通信系统中无线定位技术应用、定位系统分类的基础上,讨论了目前所采用的各种定位方法及其适用的范围和限制,分析了影响定位精度的各种环境因素,提出了在实际网络中采用定位技术应考虑的问题和提高定位精度应解决的问题。
上传时间: 2013-11-22
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为解决现Z-Stack定位程序代码量大,结构复杂等问题,提出一种基于TinyOS的CC2430定位方案。在分析TinyOS组件架构基础上,设计实现盲节点、锚节点与汇聚节点间的无线通信以及汇聚节点与PC机的串口通信。在此基础上实现PC对各锚节点RSSI(Received Signal Strength Indicator)寄存器值的正确读取,确定实验室环境下对数-常态无线传播模型的具体参数,并采用质心算法来提高定位精度。实验显示,在由四个锚节点组成的4.8×3.6 m2矩形定位区域中,通过RSSI质心定位算法求得的盲节点坐标为(2.483 1,1.018 5),实际坐标为(2.40,1.20),误差为0.199 6 m,表明较好地实现对盲节点的定位。
上传时间: 2013-10-21
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