基于嵌入式的車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)的設(shè)計研究.pdf

1、隨著全球定位系統(tǒng) GPS的產(chǎn)生，車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)迅猛發(fā)展起來，成為汽車導(dǎo)航定位領(lǐng)域的一項(xiàng)偉大技術(shù)革命。本文以GPS/DR車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)為背景，以提高車載導(dǎo)航精度為目的，研究了在VxWorks操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位的相關(guān)技術(shù)。
　　傳統(tǒng)的車輛推位導(dǎo)航由陀螺儀、里程計、加速度計、電子羅盤等組成，存在安裝復(fù)雜，成本高等缺點(diǎn)。隨著微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，MEMS慣性器件在車載組合導(dǎo)航中的應(yīng)用成為人們所熱衷的研究方向。本文DR導(dǎo)航部分采用了三個

2、MEMS傳感器（L3G4200D三軸陀螺儀、HMC5883L三軸磁強(qiáng)計、AXDL345三軸加速度計）來實(shí)現(xiàn)姿態(tài)和位置的確定。由于 MEMS傳感器誤差較大，首先對其誤差進(jìn)行了分析和建模，然后對其確定性誤差進(jìn)行了校正，對其隨機(jī)誤差利用小波去噪技術(shù)進(jìn)行去噪處理，得到處理后的數(shù)據(jù)，有效減小了DR部分的定位誤差，提高了推位精度。
　　傳統(tǒng)的姿態(tài)確定方法是用陀螺儀和加速度計來實(shí)現(xiàn)，這個組合在確定俯仰角和橫滾角的時候誤差不大，但是在航向角上存在

3、較大誤差。本系統(tǒng)加入了磁強(qiáng)計，在車輛靜止或者勻速運(yùn)動時，采用加速度計來確定俯仰角和橫滾角，磁強(qiáng)計確定航向角，從而計算出姿態(tài)角和姿態(tài)矩陣；當(dāng)車輛加速運(yùn)動時，則用陀螺儀實(shí)時更新姿態(tài)，有效降低了航向角誤差。利用聯(lián)邦Kalman濾波方法實(shí)現(xiàn)最終定位。由3個子濾波器和1個主濾波器構(gòu)成：其中GPS部分采用普通卡爾曼濾波方法做為子濾波器1；DR推位部分，陀螺儀和加速度計推位方式由于量測方程為非線性的，采用UKF做為子濾波器2；由磁強(qiáng)計和加速度計構(gòu)成D