基于FPGA的GPS+GSM雙重車載定位系統(tǒng)設(shè)計
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3．5 Kalman濾波算法
目前，比較難處理的是GPS信號隨機誤差系統(tǒng)中的多路徑效應。多路徑效應誤差是人們關(guān)注最多的誤差，嚴重影響GPS測量精度。嚴重時還將引起信號失鎖。信號在到達接收機之前可能經(jīng)過多路反射、干涉，導致信號相位和光程產(chǎn)生很大變化。該類誤差較難處理，不能通過差分處理補償。針對上述現(xiàn)象本文提出一種在多路徑條件下的Kalman濾波算法，Kalman濾波器是一種線性最小方差濾波器，它不但考慮了信號與測量值的基本統(tǒng)計特性(一、二階統(tǒng)計特性)，而且，由于采用了狀態(tài)空間的概念，用狀態(tài)方程描述系統(tǒng)，信號作為狀態(tài)，所以，它既能估計平穩(wěn)的標量信號隨機過程，又能估計非平穩(wěn)的矢量隨機過程。它能夠從一系列的不完全包含噪聲的測量中，估計動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)。所以被廣泛用于自動導航和定位系統(tǒng)中。本設(shè)計利用Kalman Filter以及回歸直線的平滑化，有效改善了多路徑環(huán)境下的GPS測位結(jié)果的連續(xù)性和直線性，用在GPS／GSM導航系統(tǒng)中，使系統(tǒng)做到定位精準、連續(xù)、無盲區(qū)。圖5是Kalman濾波器的運算框圖。
3．6 系統(tǒng)整合實現(xiàn)
啟動NiosⅡIDE工作環(huán)境，創(chuàng)建工程。
選擇主菜單File／New／Project，選擇Altera NiosⅡ／C／C++ Application，設(shè)置工程名為GPS，在SoPCBuilder Systam選項中選擇Sy-stem．ptf文件，該文件包含由SoPC Builder創(chuàng)建的NiosⅡ系統(tǒng)硬件信息，選擇Blank Project模板，將C軟件代碼導入工程中。實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ是一個完整的、可移植、固化和裁剪的占先式實時多任務內(nèi)核。μC／OS-Ⅱ提供以下系統(tǒng)服務：任務管理、事件標志、消息傳遞、內(nèi)存管理、信號量、時間管理。在應用程序中，可以方便地利用這些調(diào)用實現(xiàn)復雜實時系統(tǒng)控制功能。在NiosⅡIDE環(huán)境下，選擇Tools／Fl-ash Programmer，在彈出的對話框中選定下載一個文件到FLASH存儲器中，單擊右側(cè)Browse按鈕，選擇已經(jīng)保存好的電子地圖文件(raw格式 )。指定存儲器(Memory)為cfi_flash，偏移地址(Offset)為0X1000，單擊Program Flash下載。
僅有GPS導航的狀態(tài)下與在GPS+GSM共同導航的狀態(tài)下系統(tǒng)實現(xiàn)的最終效果對比如圖6，圖7所示。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/191177.htm
4 結(jié)語
本設(shè)計在以FPGA為核心，利用NiosⅡ軟核的集成度高、配置靈活、擴展性強的特點，構(gòu)建了GPS+GSM的雙重定位系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)車載定位系統(tǒng)的不足，做到定位可靠，無盲區(qū)的效果。μC／OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的嵌入，使系統(tǒng)的整體控制能力增強，為后期添加復雜的智能導航算法及擴展成為移動多媒體平臺奠定了基礎(chǔ)。
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