ST MCU Finder
安装免费手机应用,
寻找理想的ST MCU

[应用相关] STM32F7与FPGA通讯的应用-GPS模拟器

[复制链接]
791|79
 楼主 | 2019-10-13 10:20 | 显示全部楼层
799115da289ff2e394.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:20 | 显示全部楼层
766355da28a0a13271.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:22 | 显示全部楼层
989175da28a4891756.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:22 | 显示全部楼层
504145da28a54764c0.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:22 | 显示全部楼层
588425da28a600a4e8.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:24 | 显示全部楼层
469265da28ae71a7fc.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:24 | 显示全部楼层
    除了上述所述的室内定位方式,伪卫星技术是一个不错的选择,从图1-1中可
以看出伪卫星技术定位的规模化难度比较低,同时定位精度为亚米级,能够达到
大多数时候的定位需求。谈到伪卫星技术定位,首先明确伪卫星的概念,伪卫星
是指安装在地面附近的能够发射类似于全球导航卫星系统(Global Navigation
Satellite System, GNSS)信号(理论上各种导航系统的伪卫星都有,这里拿GPS伪
卫星举例说明)的“卫星”,本质是一个GNSS信号模拟器。它通过模拟卫星信号
的动态,在一个预设位置上发出跟GPS信号完全相同的射频信号,接收机在接收
到该伪卫星信号之后能够正常捕获、跟踪、位同步、帧同步,在收到多颗伪卫星
的信号之后可以进行定位结算得到预设的位置。通过安装伪卫星并且组网的情况
下,对于那些室外信号比较弱或者没有的地方,能够实现跟室外一样的卫星导航
体验。为了简化考虑,伪卫星信号可以采用简化的GPS信号格式,伪卫星信号设
计的完好性是进行伪卫星定位的重要前提。伪卫星室内定位系统可以独立使用时
间坐标系统也可以与现有系统兼容使用,使得在室内也得到跟室外一样的导航体
验。

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:25 | 显示全部楼层
    目前也有很多国家和企业在研发伪卫星,包括韩国首尔国立大学、澳洲的新
南威尔士大学都在研发,并且还在小范围内对伪卫星技术进行了商业化运营。最
为著名的是澳大利亚的Locate公司研发的伪卫星系统Locatanes, Locatanes系统由
一个个的地基伪卫星组成,每一个伪卫星都是一个Locatanes收发机,伪卫星之间
通过信号链路彼此自动实现相互同步,Locatanes系统采用了其专用的时分复用同
步技术来实现设备间的时间同步,试验证明其同步精度达到1纳秒以下,灵活性
使得信号完好性得到保障,Locatanes系统在改善信号可用性、可靠性的能力超出
了GPS系统。该公司在室内搭建了伪卫星系统,并且精度较高,用户体验不错,
这是目前全球伪卫星技术做的相对比较成熟的一个公司。另外国内上海交通大学
也对伪卫星技术进行了深入的研究,发表了很多论文,不过目前还没有达到广泛
应用的地步。
    相比于传统的GPS室外卫星定位系统,经典的伪卫星定位系统极大的拓展了
时间和空间的限制,增强了导航定位的广泛使用性。伪卫星在实现基本定位的前
提下,人们还能够根据特定的室内场景灵活对伪卫星进行组网,这能够增大几何
精度因子(Geometric Dilution Precesion, GDOP),增强定位精度。本项目致力于实现
一款室内伪卫星定位系统,如今各种处理器与现场可编程门阵列FPGA性能飞速
提升,基于伪卫星室内定位系统的硬件设计不再成为难题。本课题要设计基于伪
卫星的室内定位系统的硬件方案,具有重要的现实意义与应用价值。

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:25 | 显示全部楼层
    由于多普勒频移以及传输时延的存在,在接收端收到的信号的频率和相位己
经不再是标准的从在轨卫星上发出那一刻信号的频率和相位,因此该系统需要在
预设位置处模拟出来具有动态的信号。在模拟信号的时候,涉及到根据数学模型
进行一些参数的数据计算,因此系统硬件实现时候单板上需要有处理器进行参数
计算,这里使用ARM处理器,另外还计算出动态参数之后还需要控制信号的时序
完成对信号通道的构建,因此单板上还需要有实现数字逻辑功能的FPGA。在生成
带有动态的数字中频信号之后,还需要有射频器件对信号进行上变频以便得到待
发射的伪卫星信号,因此单板上面还需要有射频器件。本项目主要是进行导航方
案的原型验证,因此射频器件选用开发周期快的ADI公司的AD9361,不同单板
之间的时间和数据传输媒介采用光纤。
    确定了ARM+FPGA的单板硬件结构之后,对硬件主控器件进行选型以及核心
电路的设计,然后画印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB),再对相应的逻辑功能
进行FPGA实现,包括逻辑代码的编写与仿真、板级实现以及软硬件联调等,最
后要对定位方案进行验证。

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:26 | 显示全部楼层
    GPS是由美国国防部研制的,其基本原理是利用在轨的人造地球卫星,卫星
上面发出电磁波信号,地面的接收机接收该信号然后完成定位解算得到接收机所
在位置,它是一个能够提供全球导航的无线电系统。1993年,美国建成了一个由
24颗卫星构成的完整星座,同时也宣告世界各国都可以使用GPS系统,GPS是世
界上第一个能够独立、全面运行的GNSS o GPS的空间卫星星座由正常工作的卫星
和备用卫星组成,正常工作有21颗,不过目前处于正常运行状态的卫星数据实际
上为犯颗左右,这样能够使地球上任一地方同时临空的卫星保持8一12个。GPS
卫星在空间分布的星座图如图2-1所示:

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:26 | 显示全部楼层
189205da28b49130e1.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:26 | 显示全部楼层
610765da28b5d0f98f.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:26 | 显示全部楼层
627575da28b6b374e6.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:27 | 显示全部楼层
380005da28b796113b.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:27 | 显示全部楼层
883425da28b8df192d.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:29 | 显示全部楼层
936215da28c21570df.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:30 | 显示全部楼层
831375da28c3a18d96.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:30 | 显示全部楼层
120345da28c4dd4c9b.png

使用特权

评论回复
 楼主 | 2019-10-13 10:30 | 显示全部楼层
326945da28c623d8c6.png

使用特权

评论回复
扫描二维码,随时随地手机跟帖
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

我要发帖 投诉建议 创建版块 申请版主

快速回复

您需要登录后才可以回帖
登录 | 注册
高级模式

论坛热帖

在线客服 快速回复 返回顶部 返回列表