基于VxWorks的雙GPS測(cè)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

基于VxWorks的雙GPS測(cè)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告摘要：隨著GPS定位技術(shù)的發(fā)展，越來越多的應(yīng)用場景需要使用GPS進(jìn)行精確定位和測(cè)向。本文基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks設(shè)計(jì)了一個(gè)雙GPS測(cè)向系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)高精度的定位和方向測(cè)量。系統(tǒng)的硬件包括兩個(gè)GPS接收機(jī)，一塊FPGA芯片和一塊ARM處理器，軟件包括用于FPGA編程的VerilogHDL語言和用于ARM編程的C語言。本文主要介紹了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和軟件架構(gòu)，并討論了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法，包括GPS信號(hào)處理、多GPS數(shù)據(jù)融合和方向估計(jì)算法。最后，本文對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了評(píng)估和分析，證明了系統(tǒng)的高精度和高穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：GPS；VxWorks；雙GPS測(cè)向系統(tǒng)；FPGA；方向測(cè)量1.研究背景GPS全球定位系統(tǒng)是近年來發(fā)展最迅速的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它可以提供高精確度的定位和時(shí)間同步服務(wù)。除了民用領(lǐng)域，GPS技術(shù)在軍事、航天等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。其中，GPS測(cè)向系統(tǒng)是一種常見的應(yīng)用，它可以利用多個(gè)GPS接收器接收衛(wèi)星信號(hào)，通過不同接收器接收到的信號(hào)間的差異計(jì)算出目標(biāo)物體的方位和位置，以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用場景下的定位和導(dǎo)航。傳統(tǒng)的GPS測(cè)向系統(tǒng)通常使用單個(gè)GPS接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量，但是這種方法有一些局限性。一方面，單個(gè)GPS接收機(jī)在特定環(huán)境下可能會(huì)受到干擾，導(dǎo)致測(cè)量誤差較大；另一方面，單個(gè)GPS接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)數(shù)量有限，導(dǎo)致測(cè)向精度不高。為了克服這些局限，一種常見的方法是使用多個(gè)GPS接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量，以增加接收器接收到的衛(wèi)星信號(hào)數(shù)量，從而提高測(cè)向精度。為了實(shí)現(xiàn)多GPS測(cè)向系統(tǒng)，需要設(shè)計(jì)一種適合的硬件平臺(tái)和軟件架構(gòu)。此外，還需要解決一些關(guān)鍵技術(shù)問題，如GPS信號(hào)處理、多GPS數(shù)據(jù)融合和方向估計(jì)算法等。因此，本文擬基于VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)雙GPS測(cè)向系統(tǒng)，并研究其中的關(guān)鍵技術(shù)問題。2.研究內(nèi)容和目標(biāo)本文的研究內(nèi)容和目標(biāo)如下：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)基于VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的雙GPS測(cè)向系統(tǒng)；（2）研究并實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)處理、多GPS數(shù)據(jù)融合和方向估計(jì)算法等關(guān)鍵技術(shù)；（3）評(píng)估并分析系統(tǒng)的性能，包括測(cè)向精度、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性等指標(biāo)。3.研究方法和技術(shù)路線本文采用的研究方法包括文獻(xiàn)調(diào)研、方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。具體而言，該研究包括以下技術(shù)路線：（1）硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)一個(gè)包含兩個(gè)GPS接收機(jī)、一塊FPGA芯片和一塊ARM處理器的硬件平臺(tái)，其中FPGA芯片用于GPS信號(hào)處理和多GPS數(shù)據(jù)融合，ARM處理器用于控制硬件和實(shí)現(xiàn)方向估計(jì)算法。（2）軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)：基于VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)FPGA芯片的VerilogHDL編程和ARM處理器的C語言編程，包括GPS信號(hào)處理、多GPS數(shù)據(jù)融合和方向估計(jì)算法等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)。（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，測(cè)試系統(tǒng)的性能，包括測(cè)向精度、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性等指標(biāo)，并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估和分析。4.研究意義和貢獻(xiàn)本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的雙GPS測(cè)向系統(tǒng)具有以下意義和貢獻(xiàn)：（1）提出一種基于VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的雙GPS測(cè)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，為實(shí)現(xiàn)高精度的定位和方向測(cè)量提供了一種新途徑。（2）研究了GPS信號(hào)處理、多GPS數(shù)據(jù)融合和方向估計(jì)算法等關(guān)鍵技術(shù)，為GPS測(cè)向系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用提供了一些有用的技術(shù)和方法。（3）提供了一個(gè)測(cè)試多GPS測(cè)向系統(tǒng)性能的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以用于測(cè)試和評(píng)估各種多GPS測(cè)向系統(tǒng)的性能。（4）對(duì)于GPS測(cè)向系統(tǒng)的應(yīng)用研究和實(shí)踐具有重要意義，可應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、智能物流、智能交通等領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)智能化的物流、交通和城市管理等提供技術(shù)支撐。參考文獻(xiàn)：[1]高雷,曹凱琦,蔡佳新,等.基于雙GPS的移動(dòng)式測(cè)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),2015,36(7):1686-1689.[2]張宇,賈文健.基于VxWorks的GPS信號(hào)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J].微型電子,2012,41(1):44-46.[3]YangY,CuiY,HuangY.ResearchonGPSsignalprocessingandpositiondeterminationformulti-GPSantennasystem[J].JournalofCentralSouthUniversity,2015,22(4):1477-1483.[4]GuoP,ZhangW,LiuH,etal.Improvedsingle-frequencyprecisepositioningme