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具有高精度GPS授时的数据采集系统的设计和实现
| 论文题名： | 具有高精度GPS授时的数据采集系统的设计和实现 |
| 关键词： | 道路勘测;移动测量系统;数据采集设备;系统设计;时间同步性能;功能测试 |
| 摘要： | 移动测量系统(MMS:Mobile Mapping System)是一种新型的空间信息测量系统,它具有自动化程度高,测量速度快,实时性强,数据精度高等优点,被广泛的应用在了现代道路空间信息的测量中。MMS系统采用了车载GPS、INS(惯性导航系统)、CCD相机、高速视频摄像机、激光扫描仪等多种传感器设备完成空间信息的采集。数据采集设备是MMS系统的核心,它要求具有高的时间同步性能,能够适应恶劣的使用环境以及长时间连续采集数据的能力,传统的基于数据采集卡及工控机的数据采集设备已经不能满足现代MMS系统的需求。 本文针对MMS系统的特殊需求设计了一种新的基于FPGA和嵌入式微处理器的数据采集系统。在硬件方面,搭建了以Cyclone FPGA及MPC8313 PowerPC为核心的数据采集系统,完成了其硬件电路的设计;在时间同步上,提出了一种GPS授时的实现方法,针对本地晶振老化和频率漂移的问题,引入了晶振驯服算法校准本地晶振的时钟的频率,针对GPS接收机1PPS同步脉冲随机抖动较大的问题,引入了Kalman滤波来消除随机干扰,提高授时精度;在数据采集方面,介绍了使用SICK激光雷达进行数据采集的流程及相应的逻辑设计。 测试结果表明,本文所设计的数据采集系统的很高的授时精度以及极低的丢包率,能够满足MMS系统的需求,具有很高的实用价值,对于同类数据采集系统的设计和实现具也有很好的参考意义。 |
| 作者： | 江威 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 董毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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