【摘要】：車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)通常以GPS接收機(jī)作為定位的主要手段，并以嵌入式地圖顯示方式將位置信息展示給用戶(hù)。GPS接收機(jī)主要包括信號(hào)接收、基帶處理和定位解算三部分；地圖顯示性能主要由地圖數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)和地圖匹配算法決定。隨著智能交通系統(tǒng)的快速發(fā)展以及北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)星座的不斷完善，國(guó)內(nèi)車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展迅速，研究GPS車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)處理方法，，有助于快速掌握衛(wèi)星導(dǎo)航及其車(chē)載應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，為開(kāi)展以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航為基礎(chǔ)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)。論文針對(duì)GPS車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)所涉及到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理技術(shù)展開(kāi)研究，通過(guò)分析確定了解決方案和實(shí)現(xiàn)方法。 (1)論文在分析確立以FPGA/DSP作為GPS接收機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)方案的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)射頻芯片工作原理的研究，確定了合理的配置方法；為提高GPS定位結(jié)果的輸出頻率，采用基帶處理模塊全部由FPGA邏輯單元實(shí)現(xiàn)的方案，設(shè)計(jì)了C/A碼、載波復(fù)現(xiàn)模塊，相干積分模塊，環(huán)路濾波器模塊以及子幀同步模塊。 (2)為能夠快速地將基帶處理結(jié)果中與偽距相關(guān)的信息傳送至DSP中，采用EMIF(External Memory Interface)接口設(shè)計(jì)了通道可用檢測(cè)寄存器、偽距鎖存觸發(fā)寄存器、星歷緩存讀取寄存器、歷書(shū)緩存讀取寄存器等，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和易用性。 (3)分析了DSP硬件平臺(tái)中定位解算的關(guān)鍵問(wèn)題，著重探討了兩種偽距獲取方法的優(yōu)劣，仿真分析了衛(wèi)星軌道近似計(jì)算的誤差，完成了DSP導(dǎo)航解算數(shù)據(jù)處理，總結(jié)了具體實(shí)現(xiàn)時(shí)的注意事項(xiàng)。 (4)作為車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，地圖數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)直接影響地圖程序的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。為提高地圖顯示和地圖匹配程序?qū)Φ貓D數(shù)據(jù)的提取速度，提出了由六種表文件組成的具有空間索引、名稱(chēng)索引、道路拓?fù)涞裙δ艿目臻g數(shù)據(jù)構(gòu)建方案，并通過(guò)程序設(shè)計(jì)驗(yàn)證了方案的正確性和實(shí)用性。 (5)為分析地圖匹配算法對(duì)不同定位誤差的容忍性，提出依據(jù)實(shí)際地圖道路數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)GPS誤差模型產(chǎn)生模擬定位數(shù)據(jù)的方案。最后分析了常用地圖匹配算法，結(jié)合轉(zhuǎn)換后的地圖數(shù)據(jù)，對(duì)算法進(jìn)行了仿真比較，得出了不同算法的誤差容忍性結(jié)果，為以這些算法為基礎(chǔ)的實(shí)際地圖匹配方案設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:The vehicle navigation system usually takes the GPS receiver as the main means of positioning, and displays the position information to the user by embedded map display. The GPS receiver mainly includes three parts: signal receiving, baseband processing and positioning solution. The performance of map display is mainly determined by the spatial structure of map data and map matching algorithm. With the rapid development of intelligent transportation system and the continuous improvement of Beidou second generation navigation system constellation, the domestic vehicle navigation system is developing rapidly. It is helpful to master the key technologies of satellite navigation and its vehicle applications, and provides a theoretical basis for the development of applications based on Beidou satellite navigation. In this paper, the key data processing technology involved in GPS vehicle navigation system is studied, and the solution and implementation method are determined through analysis. The main contents are as follows: (1) based on the analysis and establishment of FPGA/DSP as the hardware implementation scheme of GPS receiver, the reasonable configuration method is determined by studying the working principle of RF chip. In order to improve the output frequency of GPS positioning result, the scheme of baseband processing module is implemented by FPGA logic unit. C / A code, carrier repetition module, coherent integration module, loop filter module and sub-frame synchronization module are designed. (2) in order to transmit the pseudo-range-related information from the baseband processing results to DSP quickly, the channel usable detection register, pseudo-range latch trigger register and ephemeris cache reading register are designed by using EMIF (External Memory Interface) interface. Calendar cache read registers to ensure the accuracy and ease of data transmission. (3) the key problems of positioning solution in DSP hardware platform are analyzed, and the advantages and disadvantages of two pseudo-range acquisition methods are emphatically discussed. The error of approximate calculation of satellite orbit is simulated and analyzed, and the data processing of DSP navigation solution is completed. The matters needing attention in concrete implementation are summarized. (4) as an important part of vehicle navigation system, the structure of map data directly affects the time complexity and space complexity of map program. In order to improve the speed of map data extraction by map display and map matching program, a spatial data construction scheme with the functions of spatial index, name index and road topology is proposed, which consists of six kinds of table files. The correctness and practicability of the scheme are verified by programming. (5) in order to analyze the tolerance of map matching algorithm to different location errors, a scheme of generating simulated location data based on actual map road data and actual GPS error model is proposed. Finally, the common map matching algorithms are analyzed, and the simulation results are compared with the converted map data, and the error tolerance results of different algorithms are obtained. It provides a theoretical basis for the practical map matching scheme design based on these algorithms.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TN967.1;TP368.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 宋國(guó)民,賈奮勵(lì);一種提高地圖數(shù)據(jù)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)速度的方法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J];測(cè)繪工程;2001年03期

2 趙芳芳;張軍;;多尺度空間數(shù)據(jù)索引方法研究[J];測(cè)繪工程;2008年02期

3 朱偉剛;馬晶;;基于GPS獨(dú)立定位的道路延伸方向地圖匹配算法[J];測(cè)繪科學(xué);2010年06期

4 葛愛(ài)學(xué);羅大成;廖守億;劉志國(guó);;基于VC++的GPS軟件接收機(jī)設(shè)計(jì)[J];電訊技術(shù);2010年01期

5 陳倩;;北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化工作建議[J];信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2009年08期

6 李英飛;丁繼成;趙琳;;高輸出頻率GPS接收機(jī)FPGA優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2011年07期

7 胡彬;陳濤;;TMS320C6713 DSP EMIF接口與FPGA雙口RAM接口設(shè)計(jì)[J];電子質(zhì)量;2008年10期

8 王媛媛;陳文杰;王軍利;;智能車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)在道路交通管理中的應(yīng)用[J];中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

9 村長(zhǎng);;GPS導(dǎo)航芯片全解析[J];大眾硬件;2008年06期

10 趙琳;丁繼成;孫明;舒宇;;極弱信號(hào)環(huán)境下GPS位同步和載波跟蹤技術(shù)[J];航空學(xué)報(bào);2010年06期

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1 舒宇;GPS軟件接收機(jī)基帶處理算法研究與FPGA實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 王朋輝;高動(dòng)態(tài)GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

3 張為舟;嵌入式電子地圖開(kāi)發(fā)方法的研究[D];華中師范大學(xué);2006年

4 田帥;車(chē)載信息系統(tǒng)的研究[D];大連海事大學(xué);2007年

5 邵于寧;實(shí)時(shí)車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)中的電子地圖若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2008年

6 何峰;數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)解調(diào)器的設(shè)計(jì)與DSP實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2008年

7 孫天茂;基于GPS/GSM漁船監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2008年

8 張妤;GPS及GIS技術(shù)在車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2009年

9 張廣超;電子地圖技術(shù)在交通安全信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];山東大學(xué);2010年

10 何興;GNSS軟件接收機(jī)的捕獲跟蹤算法研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2310769