全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)是由美國(guó)國(guó)防部建立的一套定位系統(tǒng),其具有定位精度高、使用范圍廣、約束條件少等特點(diǎn),因而得到了廣泛的使用。目前大部分有定位導(dǎo)航功能的設(shè)備都搭載有GPS導(dǎo)航模塊,但由于GPS信號(hào)無(wú)法到達(dá)室內(nèi),導(dǎo)致在室內(nèi)無(wú)法正常導(dǎo)航。本文對(duì)此進(jìn)行了研究,通過(guò)偽衛(wèi)星發(fā)射與室外相同的衛(wèi)星信號(hào),使用常用接收機(jī)能夠輸出的基本數(shù)據(jù),達(dá)到室內(nèi)外無(wú)縫導(dǎo)航的目的,同時(shí)利用行人航位推算進(jìn)行輔助來(lái)滿(mǎn)足大型室內(nèi)定位需求。本文內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:首先,論述了室內(nèi)導(dǎo)航的需求和研究的意義。分析了當(dāng)前流行的室內(nèi)定位技術(shù)原理,并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。其次,介紹了GPS導(dǎo)航的原理以及室內(nèi)定位存在的問(wèn)題,探究了GPS接收機(jī)中載噪比的估計(jì)方法,詳述了利用載噪比進(jìn)行定位的整個(gè)流程并采集數(shù)據(jù)與WiFi進(jìn)行了對(duì)比分析。同時(shí)在GPS信號(hào)較弱的情況下,考慮利用行人航位推算進(jìn)行輔助定位,針對(duì)行人航位推算中的三個(gè)關(guān)鍵因素步數(shù)、步長(zhǎng)、角度進(jìn)行了展開(kāi)討論,獲取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位精度分析。最后,針對(duì)整個(gè)室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的三個(gè)子部分:偽衛(wèi)星、管理中心、手機(jī)終端。本文從設(shè)計(jì)需求出發(fā),分析其中需要實(shí)現(xiàn)的功能。詳述了管理中心軟件的設(shè)計(jì)方案,包括數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的制定,衛(wèi)星選取策略的研究。同時(shí)假定了用戶(hù)在室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)尋車(chē)這一場(chǎng)景,進(jìn)行手機(jī)終端導(dǎo)航軟件開(kāi)發(fā),介紹導(dǎo)航軟件的主要功能和實(shí)現(xiàn)方法,并對(duì)最終的定位效果進(jìn)行了展示。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：P228.4
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢(shì)
    1.3 主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 偽衛(wèi)星室內(nèi)定位方案
    2.1 GPS定位原理
        2.1.1 GPS衛(wèi)星軌道的理論和計(jì)算
        2.1.2 偽距測(cè)量
        2.1.3 定位解算
    2.2 室內(nèi)使用偽距定位存在的問(wèn)題
    2.3 系統(tǒng)方案介紹
        2.3.1 定位方案
        2.3.2 系統(tǒng)架構(gòu)
        2.3.3 大型區(qū)域定位原理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 偽衛(wèi)星RSSI室內(nèi)定位研究
    3.1 GPS接收機(jī)中RSSI的估計(jì)方法研究
        3.1.1 直接估計(jì)法
        3.1.2 寬窄帶功率比值估計(jì)法
    3.2 基于信號(hào)衰減模型的定位方法研究
        3.2.1 載噪比獲取
        3.2.2 載噪比轉(zhuǎn)換信號(hào)強(qiáng)度
        3.2.3 信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為距離
        3.2.4 定位解算算法
    3.3 數(shù)據(jù)分析與總結(jié)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 慣性輔助導(dǎo)航
    4.1 行人步態(tài)研究及檢測(cè)
        4.1.1 步態(tài)檢測(cè)算法
        4.1.2 巴特沃斯濾波
    4.2 步長(zhǎng)估計(jì)模型
    4.3 姿態(tài)解算
        4.3.1 磁傳感器確定姿態(tài)
        4.3.2 陀螺儀確定姿態(tài)
    4.4 測(cè)試結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 管理中心設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 管理中心設(shè)計(jì)需求
        5.1.1 室內(nèi)外同步需求
        5.1.2 其他控制需求
    5.2 管理中心設(shè)計(jì)架構(gòu)
        5.2.1 硬件組成
        5.2.2 數(shù)據(jù)傳輸鏈路
        5.2.3 數(shù)據(jù)協(xié)議
    5.3 星歷數(shù)據(jù)解析與選取
        5.3.1 GPS導(dǎo)航電文及解析
        5.3.2 利用星歷獲取衛(wèi)星位置分布
        5.3.3 衛(wèi)星選取研究
    5.4 軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
        5.4.1 ARM軟件實(shí)現(xiàn)
        5.4.2 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 基于安卓的手機(jī)導(dǎo)航軟件實(shí)現(xiàn)
    6.1 安卓平臺(tái)及傳感器介紹
    6.2 手機(jī)導(dǎo)航軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        6.2.1 需求分析
        6.2.2 整體設(shè)計(jì)架構(gòu)
        6.2.3 地圖顯示功能實(shí)現(xiàn)
        6.2.4 輔助功能實(shí)現(xiàn)
    6.3 系統(tǒng)測(cè)試與效果展示
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)及展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 未來(lái)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2878952