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基于DSP的车载GPS/DR/MM组合导航仪
基于DSP的车载GPS/DR/MM组合导航仪
公路交通科技
JOURNALOFHIGHWAYANDTRANSPORTATIONRESEARCHANDDEVE
2002年l2月
文章编号:1002-0268(2002)06—0131—05
基于DSP的车载GPS/DR/MM组合导航仪
吴秋平,高钟毓,王永梁
(清华大学精密仪器与机械学系,北京100084)
摘要:对于城市车辆GPS导航来说,其很大的一个缺点是跟踪卫星的信号常常由于建筑物,隧道及树木等的遮挡而使
GPS的定位精度大大降低,甚至无法进行正常的导航和定位.为此,作者研制,开发了基于DSP的车载GPS/DR/MM
组合导航仪,本文详细介绍导航仪的硬件组成和软件编程,给出导航仪的组合方法,并进行跑车试验.试验结果表明
导航仪具有良好的导航与定位性能,解决了单纯GPS系统无法连续定位和行驶中的车辆上房问题.
关键词:全球定位系统;航位推算;地图匹配;组合导航;数字信号处理器
中图分类号:U491:TN966文献标识码:A
StudyonGPS/DR/MMIntegratedNavigationInstrumentforVehicleBasedonDSP
WUu—ping,GAOZhor~一yu,WANG,lg—Z
(DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)
Abstract:GPScannotbeusedcontinuouslyforcityvehiclenavigationduetothelossofsatellitesignalsbyobstructionsfrombuildings,
tunnelsandtletcanditleadstolowpositioningaccuracy.Therefore,akindofGPS/DR/MMintegratednavigationinstrumentforve—
hiclebasedonDSPisdevelopedinthispaper.Thedesignhardwareandsoftwareispresentedandtheintegratingmethodoftheintegrated
navigationinstrumentisdiscussed.Dynamictestisperformedfinally.TestresultsdemonstratetheeffectivenessoftheGPS/DR/MMinte—
gratednavigationinstrument,andthissystemsolvestheproblemsthatGPScannotbeusedcontinuouslyandthesituationofthevehicle
isprobablelocatedonthebmldings.
Keywords:Globalpositioningsystem;Deadreckoning;MapMatching;Integratednavigation;Di舀talsi目processor
全球定位系统(GPS)能迅速,准确,全天候地
提供定位,导航和授时信息,但在城市高楼区,林阴
道,涵洞及深山峡谷内,GPS的上述功能常常失效.
航位推算(DR)是一种常用的车辆定位技术,但航
向传感器的方向误差较大,且随时问积累,因此,航
位推算方法不能单独,长时间地使用.将航位推算与
GPS定位系统组合起来,可确保移动车辆在丢失卫星
信号时仍能有效地确定车辆所在的位置_lJ.电子地
图匹配(MM)的应用解决了司机定向难的问题,与
常规地图相比,电子地图具有信息丰富,直观易读,
更新方便,使用灵活等特点.电子地图与GPS/DR结
合,克服了各自的缺点,是最理想的组合导航方式之
一
.它利用GPS定位系统,航位推算及电子地图三
者之问的信息综合和相互校正来提高定位精度和定位
可靠性.
以前的导航仪【,j一般采用导航计算机来进
行Kalman滤波和地图匹配,这样造成导航计算机计
算负担较重,同时成本较高.本文采用分布式结构,
即上,下位机两级微机结构.考虑到导航仪数据处理
的复杂性,下位机选用1rI公司的DSP作为处理器,
上位机采用104总线结构的嵌入式计算机.DSP处理
器完成复杂的Kalman滤波,嵌入式计算机完成地图
匹配及显示功能.从而能在不加重计算机负担的情况
下实现复杂的滤波算法,且成本较低.试验结果表
明,该组合导航仪具有较高的定位精度和良好的可靠
性.
收稿日期:2001—11—29
基金项目:清华一中大博士后基金项目
作者简介:吴秋平(1972一),男,江苏姜堰人,清华大学
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