Nghiên cứu thiết kế bộ thu định vị chính xác tích hợp GPSINS

28 470 0
Nghiên cứu thiết kế bộ thu định vị chính xác tích hợp GPSINS

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BÁO CÁO LUẬN VĂN THẠC SỸ Đề tài: Nghiên cứu thiết kế thu định vị xác tích hợp GPS/INS Hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN HỮU TRUNG Học viên thực : ĐINH HẢI NAM Lớp : 12BKTTT-VH Hà Nội, 09-2014  Cùng với phát triển ngành công nghệ thông tin ngành điện tử viễn thông, nhiều công nghệ đời nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin người  Với mục đích nắm bắt làm chủ công nghệ, luận văn tập trung nghiên cứu, phân tích mô anten thu phát thiết bị đầu cuối, cụ thể tác giả sẽ vào thiết kế mô phỏng một mẫu anten PIFA, ứng dụng cho hệ thống thu phát vô tuyến GSM  Phân tính, tính toán tham số anten  Sử dụng phần mềm để thực mô  Tối ưu hóa thiết kế dùng phần mềm  Chế tạo mẫu đo đạc thực • Các kỹ thuật phân tích thiết kế anten, kỹ thuật truyền phát thông tin vô tuyến • Một số viết báo công nghệ thu/phát vô tuyến GSM công trình nghiên cứu đặc tính anten PIFA • Kỹ thuật mô để ứng dụng công tác nghiên cứu chế tạo NỘI DUNG Tổng quan định vị điểm xác PPP GPS Giới thiệu sơ lược Tổng quan hệ thống định vị quán tính INS Giới thiệu Giải pháp tích hợp GPS INS Tính toán, Kết mô thực Kết thu mô sai số vị trí hệ thống rời rạc tích hợp Tổng quan định vị điểm xác PPP GPS Hệ thống định vị toàn cầu GPS Gồm phân hệ: Phần vũ trụ : (Space segment) Chùm vệ tinh GPS gồm 24 vệ tinh chủ đạo vài vệ tinh dự trữ, phân bố quỹ đạo gần tròn, kí hiệu từ A đến F, với đường kính khoảng 20.138km nghiêng 55° so với mặt phẳng Xích đạo Phần diều khiển : (Control Segment ) MCS làm nhiệm vụ theo dõi trạng thái vệ tinh, quản lý quỹ đạo vệ tinh trì thời gian GPS Năm trạm thu số liệu có nhiệm vụ theo dõi tín hiệu vệ tinh để kiểm soát dự đoán quỹ đạo chúng Ba trạm truyền số liệu có khả chuyển số liệu lên vệ tinh Phần sử dụng : (Use Segment) Các máy thu GPS chuyển đổi tín hiệu vệ tinh thành thông số vị trí, vận tốc, thời gian Để tính toán thông số vị trí thời gian, cần bốn vệ tinh Tổng quan định vị điểm xác PPP GPS Phương pháp đo tín hiệu thu GPS Đo giả khoảng cách: Đo giả sóng mang: Đo dịch tần Doppler: Tổng quan định vị điểm xác PPP GPS Sai số đồng hồ quỹ đạo vệ tinh Trễ tầng đối lưu Tầng điện ly Tổng quan hệ thống định vị quán tính INS Các hệ tọa độ hệ thống INS Hệ tọa độ quán tính (i-Frame) Gốc tọa độ: Tâm trái đất Trục Xi: Hướng điểm xuân phân Trục Yi: Vuông góc với trục X Trục Y hợp thành tam diện thuận với hai trục Xi, Yi Trục Zi: Song song với trục quay trái đất Hệ tọa độ cố định tâm trái đất (ECEF e-frame) Gốc tọa độ: Tâm trái đất Trục Xe : Hướng điểm giao kinh tuyến gốc đường xích đạo Trục Ye : Vuông góc với trục X Trục Y hợp thành tam diện thuận với hai trục Xe , Ye Trục Ze: Song song với trục quay trái đất Tổng quan hệ thống định vị quán tính INS Các hệ tọa độ hệ thống INS Hệ tọa độ định vị (LLF l-frame) Gốc tọa độ: Trùng với tâm cảm biến Trục Xl: Chỉ hướng đông Trục Yl: Chỉ phương bắc Trục Zl: Vuông góc với đường kinh tuyến qua cảm biến hướng lên Hệ tọa độ gắn liền vật thể (b-frame) Gốc tọa độ: Tâm IMU Trục Xb: Chỉ bên phải phương tiện Trục Yb: Chỉ theo hướng di chuyển Trục Zb: Vuông góc với trục X Trục Y hợp thành tam diện thuận với hai trục Xb , Yb 10 Giải pháp tích hợp INS GPS Phương pháp tích hợp GPS/INS Hệ thống tích hợp chặt chẽ 14 Giải pháp tích hợp INS GPS Phương pháp tích hợp GPS/INS Hệ thống tích hợp chặt lỏng GPS/INS 15 Giải pháp tích hợp INS GPS Bộ lọc Kalman Quy trình tính toán lọc Kalman 16 Tích hợp định vị điểm xác GPS INS Hệ thống PPP GPS/INS theo phương pháp chặt chẽ 17 Tích hợp định vị điểm xác GPS INS Hệ thống PPP GPS/INS theo phương pháp lỏng 18 Mô Phỏng – Kết Kịch Đánh giá so sánh sai số hệ thống GPS, hệ thống INS, hệ thống tích hợp GPS/INS lỏng sử dụng lọc Kalman Mô tả tổng quan: Thiết kế mô hình mô phỏng, sơ đồ khối hệ thống, phân tích đầu vào đầu ra, sơ đồ khối giải thuật, sơ đồ khối xử lý, triên khai mã nguồn thể ứng dụng GPS/INS dự đoán sai số vị trí đối tượng 19 Mô Phỏng – Kết Sơ đồ khối toán mô Sơ đồ khối mô phỏng tích hợp lỏng PPP GPS/INS 20 Mô Phỏng – Kết Kết mô 21 Mô Phỏng – Kết Kết mô 22 Mô Phỏng – Kết Kết mô 23 Mô Phỏng – Kết Kết mô 24 Mô Phỏng – Kết Kết mô 25 Nhận xét: Độ xác hệ thống tích hợp GPS/INS cao độ xác hệ thống GPS hay INS hoạt động độc lập sử dụng khoảng thời gian dài 26 KẾT LUẬN Đề tài “phân tích, thiết kế chế tạo mẫu anten cho thiết bị đầu cuối thông tin vô tuyến” hoàn thành với số việc sau:  Tìm hiểu lý thuyết chung phân tích tham số quan trọng thiết kế anten  Tìm hiểu lý thuyết mô hình phân tích anten PIFA  Mô anten PIFA thiết kế phần mềm HFSS để kiểm chứng lại kết Tuy nhiên, điều kiện hạn chế nên luận văn dừng lại phần mô mà chưa tiến hành chế tạo thực, hạn chế đề tài 27 EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN ! ÊM 28 [...]... hợp giữa INS và GPS Phương pháp tích hợp GPS/INS Hệ thống tích hợp chặt lỏng GPS/INS 15 Giải pháp tích hợp giữa INS và GPS Bộ lọc Kalman Quy trình tính toán của bộ lọc Kalman 16 Tích hợp định vị điểm chính xác GPS và INS Hệ thống PPP GPS/INS theo phương pháp chặt chẽ 17 Tích hợp định vị điểm chính xác GPS và INS Hệ thống PPP GPS/INS theo phương pháp lỏng 18 Mô Phỏng – Kết quả Kịch bản Đánh giá và so... 21 Mô Phỏng – Kết quả Kết quả mô phỏng 22 Mô Phỏng – Kết quả Kết quả mô phỏng 23 Mô Phỏng – Kết quả Kết quả mô phỏng 24 Mô Phỏng – Kết quả Kết quả mô phỏng 25 Nhận xét: Độ chính xác của hệ thống tích hợp GPS/INS cao hơn cả độ chính xác của hệ thống GPS hay INS khi hoạt động độc lập khi sử dụng trong khoảng thời gian dài 26 KẾT LUẬN Đề tài “phân tích, thiết kế và chế tạo mẫu anten cho thiết bị đầu cuối... tốc kế (Accelerometer) +Gyros: con quay (Gyroscope) Navigation computer: Máy tính hàng hải làm nhiệm vụ chuyển đổi các hệ tọa độ, tính toán gia tốc trọng trường và thực hiện các thu t toán tích phân 12 Tổng quan về hệ thống định vị quán tính INS Bộ xử lý INS Sơ đồi thu t toán xử lý INS 13 Giải pháp tích hợp giữa INS và GPS Phương pháp tích hợp GPS/INS Hệ thống tích hợp chặt chẽ 14 Giải pháp tích hợp. .. thống tích hợp GPS/INS lỏng sử dụng bộ lọc Kalman Mô tả tổng quan: Thiết kế mô hình mô phỏng, sơ đồ khối hệ thống, phân tích đầu vào đầu ra, sơ đồ khối giải thu t, sơ đồ khối xử lý, triên khai mã nguồn thể hiện ứng dụng GPS/INS trong dự đoán sai số vị trí của đối tượng 19 Mô Phỏng – Kết quả Sơ đồ khối bài toán mô phỏng Sơ đồ khối mô phỏng tích hợp lỏng PPP GPS/INS 20 Mô Phỏng – Kết quả Kết quả... cho thiết bị đầu cuối thông tin vô tuyến” đã hoàn thành với một số việc như sau:  Tìm hiểu lý thuyết chung và phân tích các tham số quan trọng trong thiết kế anten  Tìm hiểu lý thuyết và các mô hình phân tích anten PIFA  Mô phỏng anten PIFA đã được thiết kế ở trên bằng phần mềm HFSS để kiểm chứng lại các kết quả Tuy nhiên, do điều kiện còn hạn chế nên luận văn chỉ dừng lại ở phần mô phỏng mà chưa... quan về hệ thống định vị quán tính INS Hệ tọa độ tâm trái đất và hệ tọa độ trắc địa Hệ tọa độ gắn liền vật thể 11 Tổng quan về hệ thống định vị quán tính INS Hệ thống định vị quán tính INS Các thành phần cơ bản của một hệ thống dẫn đường quán tính: INS = IMU + Navigation computer Trong đó INS: hệ thống dẫn đường quán tính (Inertial Navigation System) IMU (có khi còn gọi là IRU) (đơn vị đo quán tính) ... INS Giới thiệu Giải pháp tích hợp GPS INS Tính toán, Kết mô thực Kết thu mô sai số vị trí hệ thống rời rạc tích hợp Tổng quan định vị điểm xác PPP GPS Hệ thống định vị toàn cầu GPS Gồm phân hệ:... quan hệ thống định vị quán tính INS Bộ xử lý INS Sơ đồi thu t toán xử lý INS 13 Giải pháp tích hợp INS GPS Phương pháp tích hợp GPS/INS Hệ thống tích hợp chặt chẽ 14 Giải pháp tích hợp INS GPS... INS GPS Phương pháp tích hợp GPS/INS Hệ thống tích hợp chặt lỏng GPS/INS 15 Giải pháp tích hợp INS GPS Bộ lọc Kalman Quy trình tính toán lọc Kalman 16 Tích hợp định vị điểm xác GPS INS Hệ thống

Ngày đăng: 03/11/2015, 19:20

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN Điện Tử - Viễn Thông

  • PowerPoint Presentation

  • MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

  • PHẠM VI NGHIÊN CỨU

  • NỘI DUNG

  • Slide 6

  • Slide 7

  • Slide 8

  • Slide 9

  • Slide 10

  • Slide 11

  • Slide 12

  • Slide 13

  • Slide 14

  • Slide 15

  • Slide 16

  • Tích hợp định vị điểm chính xác GPS và INS

  • Slide 18

  • Mô Phỏng – Kết quả

  • Slide 20

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan