GPS-DR車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)硬件及壓電陀螺信號(hào)處理.pdf

1、隨著汽車的普及，交通擁擠日益嚴(yán)重，智能交通逐漸提到發(fā)展日程上來，其中，GPS汽車導(dǎo)航是一種有效的實(shí)現(xiàn)方案。然而，目前GPS的動(dòng)態(tài)性能較差，導(dǎo)航衛(wèi)星受高層建筑阻擋導(dǎo)致失鎖，從而不能準(zhǔn)確定位，這制約著它的推廣。為此，本文設(shè)計(jì)了一種價(jià)格適中、高精度的GPS/DR車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)，并取得了初步成果。 首先，本文介紹GPS/DR車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)的總體架構(gòu)，包括GPS、壓電陀螺、電子指南針、加速度計(jì)和里程計(jì)等傳感器，以ARM9作為整個(gè)系統(tǒng)的

2、中央處理器，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)分析了每個(gè)模塊的功能并提供翔實(shí)的硬件原理圖。 然后，本文在闡述KMZ52芯片工作原理及各種偏差產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種先進(jìn)的電子指南針電路。該電子指南針采用達(dá)林頓三極管觸發(fā)電路，以保證感應(yīng)元件有足夠的靈敏性，并采用四路模擬開關(guān)MAX392使得兩路輸出電壓相匹配。而且，為補(bǔ)償電子指南針靈敏度溫度漂移，采用積分負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制。通過干涉校正試驗(yàn)和圓周運(yùn)行試驗(yàn)得到系統(tǒng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表

3、明偏差得到補(bǔ)償，方位角數(shù)據(jù)與實(shí)際相符。 接著，將垂直加速度計(jì)應(yīng)用于該系統(tǒng)，推導(dǎo)出俯仰角和側(cè)傾角的計(jì)算公式以及水平加速度計(jì)的校正方法。加速度計(jì)模塊不僅輸出姿態(tài)參數(shù)，而且能夠輸出精確的加速度。 最后，結(jié)合壓電陀螺和組合導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出壓電陀螺動(dòng)態(tài)校零方法，建立壓電陀螺離散型數(shù)學(xué)模型，并在分析普通卡爾曼濾波和抗野值卡爾曼濾波的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種抗野值自適應(yīng)卡爾曼濾波算法。采用該算法對(duì)實(shí)際的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，取得了滿意的效果