智能航標燈系統(tǒng)及其GPS定位算法研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟與現(xiàn)代科技的并行高速發(fā)展和繁榮，中國與其他國家的貿(mào)易往來逐漸增多，國內(nèi)外的航運運輸也愈加昌盛，繼而對江海航運的安全性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。作為基本助航設施--航標，起到了指明航向、精確定位、提醒報警等重要功能，其管理模式直接影響航道運輸?shù)馁|(zhì)量。傳統(tǒng)的航標管理主要依靠例行的船舶定期檢查，花費高，實時性差，缺乏明確維護目的，并且給周邊過往船只帶來安全隱患。
　　為了適應日益繁忙的水路運輸要求，航道管理部門急需一個性能高

2、效且安全可靠的航道管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)航標維護和管理的現(xiàn)代化、智能化、自動化。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及GPS技術(shù)的飛速發(fā)展，采用現(xiàn)代化管理手段的數(shù)字化航標應運而生。定位精度的提高成為制約數(shù)字化航標在江河上廣泛應用的關鍵性因素，本文介紹了數(shù)字化航標的研究現(xiàn)狀，分析了航標遙測遙控系統(tǒng)的功能需求、定位方式、通信方式，提出了一套高精度航標遙測系統(tǒng)設計方案，構(gòu)建了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并討論了系統(tǒng)關鍵元器件的選型。之后進行了系統(tǒng)設計，采用ARM嵌入式系

3、統(tǒng)作為硬件平臺，GPS模塊作為定位模塊，GSM模塊作為無線通信模塊實現(xiàn)航標的數(shù)字化管理。
　　針對數(shù)字化航標高精度定位要求，本文隨后分析了GPS定位誤差的來源和特征，研究了提高GPS定位精度的方法以及航標偏移距離的識別方案，并采用該方案對航標的偏移距離進行測試。從以上的分析中本文決定運用卡爾曼濾波研究航標燈的精確定位問題，根據(jù)所研究對象即浮標的設置和偏移狀況，得出偏移距離算數(shù)計算公式，據(jù)此有了一個基本仿真模型，狀態(tài)模型和測量模型也