本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)航接收機(jī)中氣壓高度計的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 氣壓測高 STM32 導(dǎo)航接收機(jī) 氣壓傳感器

【摘要】：在導(dǎo)航定位系統(tǒng)中,由偽距定位、定時原理可知,接收機(jī)在捕獲至少四顆可見星的信號時可完成用戶定位,并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的解算。然而,當(dāng)接收機(jī)處于某些復(fù)雜環(huán)境,如可見星的數(shù)量可能少于四顆,或?qū)τ谀承⿲?dǎo)航系統(tǒng),衛(wèi)星在垂直方向上定位因子較差,甚至不能完成三維定位。針對這些情況,可利用氣壓測高進(jìn)行輔助導(dǎo)航,使接收機(jī)完成定位解算的任務(wù)。基于氣壓測高在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中可以起到的重要輔助導(dǎo)航定位作用,論文設(shè)計了一種利用測量實時氣壓值和溫度值來獲得高度信息的氣壓高度計。本文首先介紹了氣壓測高的應(yīng)用背景,以及高度在坐標(biāo)系中的定義,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)描述了氣壓測高的原理及流程。文中采用測量相對高度的方法對高度進(jìn)行測量,即選定基準(zhǔn)站H0,再測量基準(zhǔn)站與接收機(jī)之間的高度,相加即得接收機(jī)所在的高度。獲得了高度值,相當(dāng)于對方程組降元,使得未知的接收機(jī)位置坐標(biāo)分量數(shù)目由三個減少到兩個,從而實現(xiàn)定位。接下來進(jìn)入實際設(shè)計階段,本文采用了嵌入式芯片和傳感器技術(shù)來設(shè)計新型氣壓高度計的方案,并實現(xiàn)了一款功耗低、體積小并且性能指標(biāo)較高的氣壓高度計。設(shè)備主要采用STM32開發(fā)完成,降低了設(shè)備的設(shè)計難度和成本,縮短了開發(fā)周期,并提高了設(shè)備的可靠性和靈活性,在工程中有較好的實用性,對導(dǎo)航定位的輔助作用也非常明顯。使用瑞士Intersema公司的數(shù)字傳感器得到實時大氣壓力值并轉(zhuǎn)換為數(shù)字壓力信號,通過控制單元讀取該壓力信號,設(shè)計算法研究大氣壓力、溫度以及高度之間的關(guān)系從而得出高程值,實現(xiàn)高度的測量,以達(dá)到輔助導(dǎo)航的目的。最后,本文設(shè)計了兩個實驗分別驗證氣壓高度計測量氣壓值和溫度值的精度,和氣壓高度計高度測量的精度,并將實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,本系統(tǒng)中設(shè)計的氣壓高度計高度測量的誤差在10m之內(nèi),在定位精度上基本滿足工程需要。
【關(guān)鍵詞】：氣壓測高 STM32 導(dǎo)航接收機(jī) 氣壓傳感器
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（國家授時中心）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN965.5
【目錄】：

• 致謝3-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 縮略詞14-15
• 1 緒論15-23
• 1.1 研究背景15-18
• 1.2 國內(nèi)外本學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢18-20
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀和趨勢19
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀和趨勢19-20
• 1.3 研究目的及意義20-21
• 1.3.1 研究目的20-21
• 1.3.2 研究意義21
• 1.4 論文內(nèi)容及論文安排21-23
• 1.4.1 研究內(nèi)容21
• 1.4.2 論文安排21-23
• 2 理論基礎(chǔ)23-33
• 2.1 導(dǎo)航定位原理23-27
• 2.1.1 氣壓測高應(yīng)用背景23
• 2.1.2 偽距定位原理23-25
• 2.1.3 偽距定位算法25-27
• 2.2 氣壓測高輔助定位原理27-29
• 2.3 高度的定義29-31
• 2.4 測高流程31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 系統(tǒng)設(shè)計33-59
• 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計33-35
• 3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)33
• 3.1.2 系統(tǒng)需求分析33-34
• 3.1.3 系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)要求34-35
• 3.2 硬件設(shè)計35-47
• 3.2.1 傳感器單元35-38
• 3.2.2 控制單元38-40
• 3.2.3 串口單元40-41
• 3.2.4 電源單元41-42
• 3.2.5 復(fù)位單元42-43
• 3.2.6 時鐘單元43-45
• 3.2.7 存儲單元45-46
• 3.2.8 氣壓高度計的硬件圖46-47
• 3.3 軟件設(shè)計47-56
• 3.3.1 測高軟件流程圖47
• 3.3.2 氣壓傳感器采集氣象數(shù)據(jù)47-51
• 3.3.3 內(nèi)插確定基準(zhǔn)站51-53
• 3.3.4 計算相對高度53-54
• 3.3.5 高度值輸出54-55
• 3.3.6 參數(shù)補償55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-59
• 4 實驗設(shè)計與測試結(jié)果59-67
• 4.1 傳感器測量數(shù)據(jù)標(biāo)定及標(biāo)定結(jié)果59-60
• 4.2 驗證氣壓高度計測量氣壓和溫度指標(biāo)的實驗60-61
• 4.3 驗證氣壓高度計測量高度指標(biāo)的實驗61-65
• 4.3.1 實驗數(shù)據(jù)預(yù)處理61-64
• 4.3.2 實驗結(jié)果64-65
• 4.4 誤差分析65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 5 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67
• 5.2 下一步工作計劃67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 發(fā)表文章目錄72-74
• 簡歷74

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李文杰;沈沖飛;韓逸飛;;開放式多模導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)計[J];電子產(chǎn)品世界;2012年09期

2 ;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)年度調(diào)查[J];衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò);2013年Z1期

3 施榮華;葉睿;董健;易大江;郭迎;;一種導(dǎo)航接收機(jī)啟動策略的優(yōu)化方案[J];計算技術(shù)與自動化;2013年02期

4 芮艷華;要鵬;;安捷倫導(dǎo)航接收機(jī)測試方案[J];國外電子測量技術(shù);2013年07期

5 沈莉;劉志磊;陳滌非;;船用衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)測試標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展[J];數(shù)字通信世界;2013年08期

6 鄒瓊;邵定蓉;許紋;;一種遙測定位導(dǎo)航接收機(jī)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)[J];遙測遙控;2006年01期

7 蔡凡;杜燕;黃佩誠;;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)中鎖頻環(huán)的兩種實現(xiàn)方式[J];中國科學(xué)院上海天文臺年刊;2007年00期

8 王康;李欣;;一種多系統(tǒng)兼容導(dǎo)航接收機(jī)的實現(xiàn)[J];電子設(shè)計工程;2012年08期

9 商鈞;仇躍華;;窄相關(guān)技術(shù)在導(dǎo)航接收機(jī)中的應(yīng)用[J];電子測量技術(shù);2007年10期

10 ;帶集成天線的小型個人導(dǎo)航接收機(jī)[J];全球定位系統(tǒng);2008年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭藝;黃建華;郭盛桃;;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)信噪比指標(biāo)研究[A];第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集[C];2011年

2 李文杰;蘭立東;韓逸飛;;開放式多模導(dǎo)航接收機(jī)設(shè)計[A];第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S07北斗/GNSS用戶終端技術(shù)[C];2012年

3 馬天翊;崔曉偉;陸明泉;馮振明;;導(dǎo)航接收機(jī)中基帶算法的定點仿真、優(yōu)化與實現(xiàn)[A];第一屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2010年

4 陳雪峰;;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)多故障自主完好性監(jiān)測算法研究[A];第五屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集-S5 衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)與完好性監(jiān)測[C];2014年

5 郭藝;樊明;王前;洪源;;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)室外抗干擾測試技術(shù)研究[A];第四屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集-S6 北斗/GNSS測試評估技術(shù)[C];2013年

6 任超;胡剛;溫景陽;鄭永翔;竇亞軍;;基于空時濾波的導(dǎo)航接收機(jī)抗多徑方法[A];第五屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集-S7 北斗/GNSS用戶終端技術(shù)[C];2014年

7 李國通;;高靈敏度衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)芯片的研究與開發(fā)[A];第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集[C];2011年

8 李鵬程;易翔;楊峰;趙賢;;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)空時自適應(yīng)抗干擾技術(shù)研究[A];第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集[C];2011年

9 田瑞豐;閆利濤;潘振飛;趙晶;平志果;申志飛;;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)芯片環(huán)路定點化仿真分析[A];第三屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會電子文集——S07北斗/GNSS用戶終端技術(shù)[C];2012年

10 王禮亮;李騰;莊春華;;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)首次定位時間測試方法[A];第四屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集-S6 北斗/GNSS測試評估技術(shù)[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 程威;303所衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)研制成功[N];中國航天報;2013年

2 記者 王握文 特約通訊員 葛林楠;國防科大成功研制高性能衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)[N];解放軍報;2013年

3 特約記者 王握文 通訊員 葛林楠;國防科大研制成功高性能衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)[N];科技日報;2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 趙晉;北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)關(guān)鍵共性技術(shù)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

2 黃仰博;高性能導(dǎo)航接收機(jī)基帶處理算法與實現(xiàn)技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

3 李柏渝;高性能衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)模擬信道關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 伍微;導(dǎo)航接收機(jī)實時調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

5 龍強(qiáng);雙通道多模衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)射頻關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

6 王純;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)自適應(yīng)抗干擾方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

7 沈鋒;中短波擴(kuò)頻導(dǎo)航接收機(jī)信號同步方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

8 李敏;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)數(shù)字波束形成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 費攀;三系統(tǒng)導(dǎo)航接收機(jī)信息處理技術(shù)研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2013年

2 鄒平;導(dǎo)航接收機(jī)捕獲技術(shù)及抗干擾性能的研究[D];電子科技大學(xué);2010年

3 張浩;導(dǎo)航接收機(jī)時間頻率同步技術(shù)研究及性能仿真[D];電子科技大學(xué);2008年

4 安莎莎;多模式導(dǎo)航接收機(jī)的研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2006年

5 沈志偉;導(dǎo)航接收機(jī)迭代處理抗干擾技術(shù)[D];電子科技大學(xué);2010年

6 周泠澤;三模導(dǎo)航接收機(jī)中的快捕與跟蹤技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];北方工業(yè)大學(xué);2015年

7 唐昊;寬帶抗干擾導(dǎo)航接收機(jī)性能研究與分析[D];電子科技大學(xué);2010年

8 陳相;三系統(tǒng)導(dǎo)航接收機(jī)基帶信號處理技術(shù)研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2013年

9 翟永剛;導(dǎo)航接收機(jī)空域自適應(yīng)干擾抑制技術(shù)研究及實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2009年

10 龔陽;衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)基帶信號處理技術(shù)研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2011年

，

本文編號：932029