无迹卡尔曼滤波在新型地形无源组合导航系统中的应用

为了提高自主水下航行器的导航精度,提出了一种新型地形无源组合导航系统.根据水下环境特点和航行器导航高精度和低成本的要求,采用捷联式惯性导航系统、地形辅助导航系统、多普勒速度声纳、电子磁罗经和利用UKF进行信息融合的导航计算机组成新型水下地形无源组合导航系统,并给出了EKF线性滤波方程、UKF非线性滤波方程和导航传感器量测方程.对比仿真实验表明,采用建议的传感器和UKF信息融合方式比采用EKF方式提高了水下航行器导航定位的精度.采用不同的导航传感器和UKF信息融合方法的地形无源组合导航系统可以有效地减小水下航行器导航位置误差,提高组合导航的稳定性和精度.     

高精度低功耗室内外无缝定位的实验室物品追踪管理系统设计

针对当前生物医学实验室平台物品安全管理困难的问题,设计了一种高精度低功耗实验室物品室内外定位追踪系统。该系统采用蓝牙进行室内定位,GPS结合北斗的方法实现室外定位,并利用加速度传感器检测物品的位移来控制系统的功耗,然后通过GPRS无线通信模块将定位数据发送到数据库中,在数据库中完成定位运算并将数据进行保存,用户利用手机APP访问数据库实时查看物品位置信息。通过实验测试,证明了本系统可以有效地对实验室物品进行定位追踪。     

北斗系统单点定位精度分析

基于北斗系统和GPS实测数据,分析了BDS单系统与BDS/GPS组合系统在亚太地区的定位精度.结果表明,BDS单系统水平方向的定位精度可达2m,高程方向定位精度可达6m,可满足导航用户定位需求.同时,BDS/GPS组合系统定位精度优于BDS单系统,能提高导航用户定位的可靠性与可用性.     

一种捷联惯性导航系统设计

采用加速度计和陀螺仪设计了一种捷联惯性导航系统,通过测量导航载体三个方向上的所需数据,设计导航控制算法、加速度传感器和速率陀螺仪的信号调理电路,提高了传感器数据的有效性。传感器的输出信号经由A/D转换器转换信号传递给单片机做数据处理,再将数据传送给都导航计算机,完成系统的实时导航。     

一种带航位推算的GPS接收板

Jupiter 12 GPS OEM接收板连接合适的陀螺仪和里程表等传感器,实现DR/GPS组合导航,可达到更高的定位精度.     

基于MEMS传感器的车载组合定位系统设计

车载组合定位是现代汽车常用的定位方式,它通过集成化的传感器及卫星定位系统,实时定位车辆位置,在现代错综复杂的城市交通中有着广泛的应用.本文以微小型车载组合定位系统为对象,设计了基于ARM嵌入式系统的微小型车载组合定位系统,借助MEMS传感器设计的惯性导航系统、GPS导航及相应的融合算法,实现对车辆的实时高精度的定位.     

基于Android端的惯性导航算法研究

为了在GPS定位系统无法定位的地方（如室内、地下通道、地铁站等处）进行定位跟踪,提出了一种基于Android智能手机的惯性导航算法,通过对安卓手机传感器数据的采集,实现行人轨迹跟踪,并实时显示在手机屏幕上。在传统惯性导航算法基础上,该算法利用人行走过程中的周期性运动特点,对传感器数据进行修正,精确度比传统惯性导航算法平均提高5%。该算法不受时间、地域限制,用户只需保持手机的正确姿态,正常行走即可获得较为精准的数据,满足了脱离GPS还能实现室内导航的需求。     

嵌入式GPS数据采集与分析系统设计

介绍了一种基于嵌入式Linux系统和ARM9处理器的手持式GPS数据采集、处理、显示接收机的设计过程。采用ARM-Linux和ARM9处理器的系统作为开发平台,控制OEM板接收导航信息,并给出了GPS数据采集系统详细的软件设计方案,给出了提取GPS特征数据的算法。这些对研究嵌入式系统应用、GPS定位及其在组合导航中的应用以及对OEM板的二次开发等都具有实用价值。     

多房间、高精度的室内机器人SLMN导航算法

提出了一种基于内部陀螺仪和外部红外导航仪的高效室内机器人直线导航(Straight Line Movement Via Navigator,SLMN)算法,能够实现机器人直线运动、高精度且多房间导航。本算法采用z字形的路线策略,机器人在被导航器的超声波传感器覆盖时运行一个合适的距离可得到一个三角形,机器人两次量测与导航器的距离和机器人运动的距离。应用解析几何原理,求出当前机器人的前进角度,最后当前角度与理论角度比较进行自修正实现室内的直线导航。该算法将效率提高近70. 8%,可将室内全覆盖机器人导航成本降低14. 3%。     

基于DSP芯片的嵌入式车载GPS定位系统研究

鉴于DSP芯片的高性能低功耗特别适合数字信号的各种滤波,设计了基于DSP的GPS/DR定位系统.首先对车载定位的发展进行介绍,进而阐述了GPS/DR的定位原理,重点介绍了基于联合扩展KALMAN滤波算法的GPS/DR的定位算法研究,并用MATLAB 7.0仿真了扩展KALMAN滤波的性能.在采用联合扩展卡尔曼滤波结构中,分别设计GPS、GPS/DR组合导航子滤波器.同时基于DSP的GPS/DR定位系统软硬件设计,介绍了GPS接收器电路、陀螺仪电路、里程计和行使方向电路、扩展存储器与DSP的连接电路及DSP的最小系统,最后总结和分析了实验结果,论证了方案的优越性.     

速率方位平台惯性导航系统研究

为了降低重力无源导航系统成本,在速率方位平台上放置一个重力敏感器,以构成集重力仪和导航仪为一体的系统.根据该系统的特点对速率方位平台惯性导航系统进行了研究,给出了该系统的导航计算公式、速率方位平台姿态角、系统速度和位置的误差方程以及加速度计和陀螺仪的随机误差模型.用MATLAB/Simulink工具对无阻尼和有阻尼速率方位平台惯性导航系统进行了计算机仿真,仿真结果表明带阻尼的速率方位平台惯性导航系统平台误差角和定位误差小,能够满足重力测量和导航要求.     

GPS/BD接收机抗干扰实验平台开发

针对卫星导航抗干扰技术领域的实验教学以及培养学生创新能力的需要,研发了基于变换域滤波技术的外接抗干扰模块以及GPS/BD导航接收机抗干扰实验平台。该平台采用模块化设计思想,由信号源、抗干扰模块、卫星导航接收机、上位机软件等模块构成,可以进行室内射频链路、室外无线环境的抗干扰性能以及定位精度、授时精度测试等实验,有助于丰富教学内容,增强了学生对扩频通信抗干扰和卫星导航接收机技术的理解。     

基于GPS测姿和陀螺仪的角度融合定位方法研究

针对城市峡谷等遮挡严重场景下GPS定位精度严重下降问题,提出一种基于GPS测向与陀螺仪角度测量的融合定位方法。该方法通过改进传统的角度测量,利用陀螺仪短时内相对测量精度高的特点,采用卡尔曼滤波,以陀螺仪的相对角度修正GPS测向的绝对角度,再利用GPS/INS组合导航算法进行定位,使定位结果精度更高、更稳定。对提出的方法进行模拟仿真以及车载实验,实验结果表明：通过角度融合后的定位拥有更高的定位精度和定位稳定性,在复杂环境下效果很好,提高了定位可靠性。     

精确制导武器卫星定位技术

卫星定位/惯性导航(GPS/INS)组合制导技术,是目前最先进的、全天候、自主式制导技术,有广泛应用前景,是国外正在发展的第四代中/远距精确制导空地武器,特别是第四代精确制导炸弹普遍采用的一项关键技术。全球定位系统美国1993年建成的全球定位系统(GPS)是美国国防部管理的军民两用的天基无线电导航系统。它由导航星座、地面控制站和用户定位接收机组成。导航星座目前由24颗卫星组成,其中有21颗工作卫星和3颗备用卫星,在离地高度约20183千米处有6个椭圆形轨道平面,轨道倾角55°,均匀分布4颗卫星,运行周期12小时/转,3颗卫星的覆盖区域超过…     

基于GPS手机出警导航系统的数据库研究

随着科技的发展,作为终端设备的GPS智能手机越来越多地应用于诸如公安、物流、测绘、车队管理等行业.定位精度高,使用方便稳定等优点,使得GPS智能手机成为这些行业进行信息化改造时的首选.GPS手机出警导航系统基于Windows Mobile操作系统,采用了全球卫星定位技术,监控中心通过解读GPS信息定位出巡逻警员当前和出警目标点位置,巡逻警员使用解码函数来解析监控中心发送的出警短信内容,通过GPS手机导航及特设时时通讯和高精度放大/缩小地图功能到达出警目标点.     

多频多模GNSS观测信息实时仿真数学模型及软件研究

针对北斗等新一代导航卫星系统的建设和应用需求,本文设计并开发了多频多模GNSS观测数据实时仿真软件平台,实时仿真GPS、GLONASS、Galileo、BDS等多个导航星座和多种类型载体的典型运动轨迹,生成包含多种空间环境效应误差影响的多频点、多种类、误差可控的GNSS观测数据.利用标准C++开发,采用模块化设计,该软件能运行于多种软件以及硬件平台,可为新一代导航卫星系统建设、多GNSS系统组合导航及多频数据处理算法研究、多模GNSS接收机及其相关设备检测等提供技术支持.     

基于GIS的交通物流预警图像传输优化

分析地理信息系统(GIS)、北斗卫星导航、GPS、位置信息服务、移动互联网传输等技术在交通物流中的应用,提出基于移动互联网与GIS的预警图像传输优化方法。物流运输监测预警图像适配视频传感器在动态检测图像上结合Exif信息匹配地理信息坐标位置网点,采用哈夫曼编码进行图像压缩、运动检测算法处理图像冗余,并采用纹理合成的匹配块图像修复失真等方法还原图像数据,最终实现不同空间地理位置的地图查询、路径搜索、位置检索、地图匹配等交通物流过程动态控制,并通过Matlab仿真实验证明了传输优化的可行性。     

基于GSM技术的气压和温度监控系统研究

为解决高精尖设备生产和其运行过程中对恒温恒压的严苛要求,研发一种基于GSM技术稳定高效的气压和温度变化监控系统.该系统采用单片机STC89C52作为系统处理核心,用气压传感器BMP180采集温度和气压值,将采集结果通过LCD1602显示.利用独立按键设定温度和气压上下限值,当室内温度、气压值不在设定范围时,基于GSM技术,通过A7模块向监控终端发送短消息来完成远程预警.该设计将气压传感器与GSM技术紧密结合,采用低成本配件实现其智能化功能.该监控系统经过一段时间的实验以及使用,其性能稳定且报警及时,能够对室内气压和温度进行有效的监控.     

新型的重力无源导航系统

针对重力无源导航的特点,提出了一种由速率方位惯性平台、重力传感器、重力图、深度计和相对计程仪组成的新型重力无源导航系统,给出了速率方位惯性平台系统的导航算法、重力无源导航系统的最优滤波器、误差状态方程和测量方程.考虑到运动载体上重力传感器的输出特性,在最优滤波器的重力观测方程中引入了厄特弗斯效应.应用Matlab/Simulink工具对此重力无源导航系统进行了计算机仿真研究,仿真结果表明此重力无源导航系统的平台姿态角误差和定位误差小,能够满足水下运载体长期高精度导航的要求.又由于本系统采用了速率方位惯性平台,且把重力敏感器置于其上,省去了重力仪,所以与现有的重力无源导航系统相比成本较低.     

物联网技术智能健康监测系统的研究与设计

许多人由于没有及时预警而错过最佳施救时间,为避免错过及时报警情况的发生,设计了利用光电容积法的微型心率传感器与低功耗无线Bluetooth Low Energy4.0无线通信技术以及个人手机相结合的可穿戴技术的智能健康监测系统,具备价格低廉、学习成本低和可靠性高的特点。提出采用硬件与软件相结合的方法实时采集用户的心率数据,通过计算与分析来判断用户是否处于危险状态,并自动将当前的GPS定位信息通过GSM短信功能发送至亲人、医院或警方处置,确保提高急救成功率。