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智能航标灯系统及其GPS定位算法研究
| 论文题名： | 智能航标灯系统及其GPS定位算法研究 |
| 关键词： | 智能航标灯系统;ARM嵌入式系统;全球定位系统;精度控制 |
| 摘要： | 随着国民经济与现代科技的并行高速发展和繁荣，中国与其他国家的贸易往来逐渐增多，国内外的航运运输也愈加昌盛，继而对江海航运的安全性和稳定性提出了更高的要求。作为基本助航设施--航标，起到了指明航向、精确定位、提醒报警等重要功能，其管理模式直接影响航道运输的质量。传统的航标管理主要依靠例行的船舶定期检查，花费高，实时性差，缺乏明确维护目的，并且给周边过往船只带来安全隐患。 为了适应日益繁忙的水路运输要求，航道管理部门急需一个性能高效且安全可靠的航道管理系统，以实现航标维护和管理的现代化、智能化、自动化。随着计算机技术、通信技术以及GPS技术的飞速发展，采用现代化管理手段的数字化航标应运而生。定位精度的提高成为制约数字化航标在江河上广泛应用的关键性因素，本文介绍了数字化航标的研究现状，分析了航标遥测遥控系统的功能需求、定位方式、通信方式，提出了一套高精度航标遥测系统设计方案，构建了系统的总体结构，并讨论了系统关键元器件的选型。之后进行了系统设计，采用ARM嵌入式系统作为硬件平台，GPS模块作为定位模块，GSM模块作为无线通信模块实现航标的数字化管理。 针对数字化航标高精度定位要求，本文随后分析了GPS定位误差的来源和特征，研究了提高GPS定位精度的方法以及航标偏移距离的识别方案，并采用该方案对航标的偏移距离进行测试。从以上的分析中本文决定运用卡尔曼滤波研究航标灯的精确定位问题，根据所研究对象即浮标的设置和偏移状况，得出偏移距离算数计算公式，据此有了一个基本仿真模型，状态模型和测量模型也得到确定，在现有基础上用MATLAB仿真，可以平滑误差，得到性能较可靠的航标遥控遥测终端装置。 |
| 作者： | 聂婧 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 董学平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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