利用天空中的偏振光進(jìn)行定位與傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位方法相比有很多優(yōu)勢,例如不依賴于人造信號、無誤差積累、很難受到人為干擾等。本文在課題組提出的利用偏振光和地磁場進(jìn)行導(dǎo)航定位的基礎(chǔ)上,針對目前定位過程中存在的問題,設(shè)計(jì)了偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng),來實(shí)現(xiàn)以下功能:一、在單片機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)偏振方位角數(shù)據(jù)采集的同步,解決上位機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線和接收數(shù)據(jù)都比較復(fù)雜的問題;二、解決太陽高度角和方位角的雙解問題,實(shí)現(xiàn)偏振光定位系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測量,提高偏振光定位系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性;三、推算了姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣,減少定位前調(diào)整俯仰角和翻滾角使系統(tǒng)處于水平狀態(tài)的環(huán)節(jié),減少俯仰角和翻滾角對定位精度的影響,提高偏振光定位系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和環(huán)境適應(yīng)性。根據(jù)定位的原理設(shè)計(jì)了偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的硬件和軟件方案。硬件部分主要包括四個(gè)偏振方位角采集模塊、太陽方向矢量判斷模塊、STM32的數(shù)據(jù)同步與集成模塊和三維電子羅盤;軟件部分主要有STM32的控制程序和LabVIEW的數(shù)據(jù)處理程序。四個(gè)偏振方位角采集模塊用來采集四個(gè)觀測方向的偏振方位角。太陽方向矢量判斷模塊用來解決由偏振方向矢量的180°二義性造成的太陽高度角和方位角的雙解問題。STM32的數(shù)據(jù)同步與集...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題依據(jù)及研究意義
    1.2 偏振光的分布模式以及導(dǎo)航的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 偏振光分布的國內(nèi)及國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 偏振光導(dǎo)航的國內(nèi)以及國外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
2 偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的定位原理
    2.1 偏振方位角的求算原理
    2.2 太陽方向矢量的求算原理
    2.3 姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣的求算原理
    2.4 太陽方向矢量的方向判斷原理
    2.5 定位原理
3 偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的硬件方案
    3.1 偏振方位角采集模塊的設(shè)計(jì)
        3.1.1 偏振方位角采集模塊采集電路的設(shè)計(jì)
        3.1.2 偏振方位角采集模塊A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)
        3.1.3 偏振方位角采集模塊電源電路的設(shè)計(jì)
    3.2 太陽方向矢量判斷模塊的設(shè)計(jì)
        3.2.1 太陽方向矢量判斷模塊采集電路的設(shè)計(jì)
        3.2.2 太陽方向矢量判斷模塊A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)
        3.2.3 太陽方向矢量判斷模塊電源電路的設(shè)計(jì)
    3.3 STM32的數(shù)據(jù)同步與集成模塊的設(shè)計(jì)
        3.3.1 STM32主控模塊
        3.3.2 USB串口通信模塊
    3.4 三維電子羅盤的介紹
4 偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的軟件方案
    4.1 STM32程序的設(shè)計(jì)
        4.1.1 軟件初始化設(shè)置
        4.1.2 信號采集
        4.1.3 數(shù)據(jù)處理和傳輸
    4.2 上位機(jī)程序的設(shè)計(jì)
5 偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的測試
    5.1 偏振方位角采集模塊性能的測試
    5.2 太陽方向矢量判斷模塊性能的測試
    5.3 姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣性能的測試
    5.4 偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的整體性能測試
        5.4.1 偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的短時(shí)間連續(xù)性測試
        5.4.2 偏振光實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的白天間斷性測試
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 偏振方位角采集模塊電路板實(shí)物圖
附錄B 太陽方向矢量判斷模塊電路板實(shí)物圖
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3819147