基于MXTOS2-200模塊的開(kāi)放式高動(dòng)態(tài)平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　本文中的接收機(jī)硬件設(shè)計(jì)，采用了自主研發(fā)的具有高動(dòng)態(tài)定位功能的MXTOS2-200接收機(jī)模塊，電路的射頻前端和基帶數(shù)字處理電路都是具有高性能和高可靠性的電路，這為接收機(jī)高動(dòng)態(tài)定位算法研究提供了可靠的硬件電路支持。圖3為我所自主研發(fā)的接收機(jī)模塊實(shí)物圖?！　?/p>本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/135964.htm

 

　　嵌入式軟件及算法設(shè)計(jì)

　　導(dǎo)航算法和軟件程序是接收機(jī)硬件平臺(tái)的靈魂。高效可靠的軟件算法是系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行的核心支柱。嵌入式軟件程序設(shè)計(jì)采用基于算法的面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)嵌入式環(huán)境中無(wú)操作系統(tǒng)軟件架構(gòu)，如圖4所示。軟件設(shè)計(jì)分為驅(qū)動(dòng)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、管理層。驅(qū)動(dòng)層為軟件對(duì)射頻與基帶硬件的配置控制，其中包括對(duì)射頻參數(shù)的調(diào)整、數(shù)據(jù)流動(dòng)的控制、對(duì)基帶捕獲模塊及跟蹤通道的管理使用，對(duì)外圍存儲(chǔ)、I/O口等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)管理。管理層控制程序的整體結(jié)構(gòu)，包括軟件運(yùn)行、軟件及硬件中斷控制響應(yīng)、應(yīng)用層協(xié)調(diào)運(yùn)行流程調(diào)用、運(yùn)行監(jiān)控、輸入輸出控制、異常處理等的運(yùn)行。數(shù)據(jù)層為程序運(yùn)行過(guò)程所有數(shù)據(jù)流的管理與交互，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞、外部數(shù)據(jù)流入流出等，實(shí)現(xiàn)大量導(dǎo)航數(shù)據(jù)的合理管理與快速通信，提高程序的運(yùn)行效率節(jié)省存儲(chǔ)空間。

　　基于自主研發(fā)的MXTOS2-200硬件平臺(tái)進(jìn)行了高效可靠的軟件算法設(shè)計(jì)，同時(shí)還進(jìn)行了開(kāi)放式有效合理設(shè)計(jì)?；贛XTOS2-200開(kāi)放式高動(dòng)態(tài)平臺(tái)設(shè)計(jì)的軟件算法設(shè)計(jì)主要包括捕獲算法設(shè)計(jì)、跟蹤環(huán)路算法設(shè)計(jì)、導(dǎo)航定位算法設(shè)計(jì)、開(kāi)放式算法設(shè)計(jì)等四大部分算法的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)流程圖如圖5所示?！　?/p>

 

　　高動(dòng)態(tài)接收機(jī)開(kāi)放式設(shè)計(jì)思想

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)航定位系統(tǒng)中單純的衛(wèi)星定位已不足以滿足定位的需求和發(fā)展，各種組合的導(dǎo)航定位系統(tǒng)使得導(dǎo)航定位的精度和動(dòng)態(tài)范圍得到了巨大的提高。以衛(wèi)星定位為主的組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)，差分定位系統(tǒng)，衛(wèi)星定位和通信結(jié)合的系統(tǒng)，正在快速發(fā)展，使得衛(wèi)星系統(tǒng)的功能更多樣化，應(yīng)用也更加的廣泛。開(kāi)放式的高動(dòng)態(tài)接收機(jī)正是為滿足這種需求而設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的。

　　開(kāi)放式的高動(dòng)態(tài)接收機(jī)根據(jù)其開(kāi)放的程度，我們將其分為兩種形式的開(kāi)放式接收機(jī)：淺開(kāi)放式接收機(jī)和深開(kāi)放式接收機(jī)。淺開(kāi)放式接收機(jī)主要指開(kāi)放其輸出數(shù)據(jù)的格式和速率。我們可以通過(guò)PC機(jī)等上位機(jī)為接收機(jī)，配置其輸出定位協(xié)議提供給其他系統(tǒng)做組合應(yīng)用，比如常用的NMEA協(xié)議和滿足需求二進(jìn)制協(xié)議。同時(shí)我們也可以配置其輸出不同速率的定位信息以滿足不同的需求，數(shù)據(jù)更新率一般可以從1Hz~50Hz，這樣能極大地豐富接收機(jī)的用途和靈活性。深開(kāi)放式接收機(jī)主要指將其內(nèi)部的部分信息開(kāi)放，使得其應(yīng)用更加的深入和廣泛。在深開(kāi)放式接收機(jī)中我們可以通過(guò)配置其環(huán)路和捕獲方式，以特定的方式開(kāi)放給用戶，使得用做特定的組合開(kāi)發(fā)和配置其適應(yīng)不同的場(chǎng)景。常見(jiàn)的有我們用于組合導(dǎo)航的開(kāi)放用環(huán)路控制和捕獲輔助。

　　針對(duì)上述提出的技術(shù)方案，我們已開(kāi)發(fā)出來(lái)具有可配置不同輸出協(xié)議，不同輸出速率，不同環(huán)路參數(shù)和不同捕獲策略的接收機(jī)，并成功地用于組合導(dǎo)航的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　本文通過(guò)硬件平臺(tái)搭建和算法研究，能夠在高動(dòng)態(tài)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)快速的衛(wèi)星信號(hào)捕獲和超低捕獲靈敏度，實(shí)現(xiàn)對(duì)-145dbmW能量強(qiáng)度下的捕獲功能，并且擁有多模兼容和多星座兼容的功能。目前MXTOS2-200接收機(jī)模塊已實(shí)現(xiàn)常規(guī)導(dǎo)航的高性能指標(biāo)，定位精度小于10米，冷啟動(dòng)時(shí)間小于34秒，重捕獲時(shí)間小于1秒。

　　本文在針對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位基本工作原理的研究上，提出適應(yīng)于高動(dòng)態(tài)特殊環(huán)境的開(kāi)放式開(kāi)發(fā)方法，并提出了適用于解決不同系統(tǒng)之間組合的方法和思想，從而為進(jìn)一步研究高動(dòng)態(tài)接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)奠定好的基礎(chǔ)。

　　參考文獻(xiàn):
　　[1梁丹丹，張一，張中兆. 高動(dòng)態(tài)直擴(kuò)接收機(jī)載波跟蹤技術(shù)研究.電子技術(shù)應(yīng)用[J].2005(9):51-53
　　[2]劉春德; 彭劍書(shū). 一種新的GPS高動(dòng)態(tài)接收機(jī)的研究[J],電子技術(shù) 2007/Z3
　　[3]張騫丹，田紅心. GPS系統(tǒng)多普勒頻移估算的研究[J],無(wú)線電工程，2007年4期，21～23
　　[4]James Bao—Yen Tsui，F(xiàn)undamentals of Global Positioning System Receivers A Software Approach[M](Second Edition). Publishing House of Electronics Industry, Beijing,2005