GPS_DR组合导航系统的研究及车载移动单元的研制

scott_club

摘要
GPS全球定位系统以其全球性、全天候、实时定位等优点显示出强大的生命力和竞争力，在航空、航天、航海及许多民用领域有着广泛的应用。GPS和DR组合现已得到了很好的应用，具有很高的市场价值。其核心在于多传感器的数据融合算法。

本文主要讲两个方面，一是关于GPS/DR组合导航中的相关算法研究，另一方面是车载移动单元的软硬件设计。

本文从多传感器信息事例角度出发，运用位置/航向输出校正和元件参数误差补偿校正的方法，将里程表的参数误差项添加到卡尔曼滤波器的状态向量中，建立了GPS和DR组合导航系统的集中卡尔曼滤波方程。

车载移动单元硬件设计主要包括GPS模块接口、存储器扩展、液晶接口、键盘接口和电源设计等。

软件设计主要实现导航传感器的数据处理，DR与GPS的时间同步设计、液晶显示等。

scott_club

1、绪论
随着科技进步的飞速发展，尤其是近十几年来，世界各国建立了四通八达的
交通运输网络，但一个有目共睹的事实是与日俱增的道路交通系统的复杂性和拥
挤度，特别是车辆增长的速度己远远高于道路和其它交通设施的增长速度。如何
有效指挥、协调控制和管理各类车辆已经成为交通运输和安全管理部门面临的一
个重要问题。据资料显示，世界各国由于交通堵塞均造成了巨大经济损失。为此，
近些年来世界各国对交通管理和控制技术的研究和开发特别重视。车辆定位与导
航系统正是基于此发展起来的。

车辆组合导航技术实现方法：
1、 全球定位系统(Global PositionS ystem简称GPS)
2、惯性导航系统(Inertial Navigation System简称INS)
3、 航位推算系统(Dead Reconing System简称DR)
4、 地图匹配(Map Match简称MM)
5、 载波相位差分GPS (RTK)

本文主要讲GPS和DR。
GP S 具有 全球、全天候、连续、实时提供高精度的三维位置、三维速度和时
间信息等一系列优点，是实现全球导航定位的高新技术。通常车载GPS接收机只
要接收到四颗卫星的信号就能够确定车辆的位置，GPS定位形成了当前车辆导航
定位的卞流。但由于GPS是一种无线电卫星导航系统，为发挥其正常功能，它需
要对卫星有直接可观测性，在城市高楼区、林荫道、涵洞等地方有可能导致GPS
定位信号的暂时中断，因墙体或山的侧面所造成的多路径效应，GPS接收机同样
也无法识别，并可能导致相当大的偏差。这说明GPS定位系统虽然定位精度较高，
但一旦可靠性遭到破坏，便会失去导航能力。

而DR 包 括 陀螺仪、速率仪、里程计以及转速计。DR系统利用这些传感设备测
量出正在行使车辆的旅行距离、速度和方位，在短时间内这些传感器的精度比较
高，但对于长时间的定位需要采取措施以避免累积误差，所以DR定位系统不能
长时间的单独使用。







[em01][em01]