数据码及导航电文
伪码得作用：一是实现码分多址；二是测距：
数据码是GPS 信号中的第三个层次，是一列载有导航电文的二进制码，数据码的码率为50bps,其采用不归零制的二进制编码方式，产生主峰频宽为100HZ 的数据脉冲信号。 比特包含数据信息，而码片没有。数据码与伪码的区别码宽不同。
调制载波的目的：使数字信号的频宽中心频率从零转移到载波频率。
导航电文：
GPS 用户接收机通过对接收到的卫星信号进行载波解调和伪码解扩得到数据码（50bps ）.然后按照导航电文的格式可最终将数据吗编译成导航电文，导航电文中含有时间、卫星运行轨道、电离层延时等用于定位的重要信息。
一、导航电文的格式：
卫星将导航电文以帧与子帧的结构形式编排成数据流()D t 。卫星一帧接着一帧的发送导航电文，而在发送每帧导航电文时，卫星又是以一子帧接着一子帧的形式进行。
一帧（长1500比特、计30s ）有五个子帧（长300比特、计6s ）组成；一个子帧有十个字(长30比特)组成。
()()[]()150030300630s s ?????????????
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?导航电文帧比特，一帧包括五个子帧比特，
子帧前两个字固定为遥测字、交接字；后八个字组成数据块又有十个字比特组成。第一子帧；组成第一数据块
第二子帧一帧；组成第二数据块
第三子帧第四子帧；组成第三数据块，采用分页结构，共占25页，第五子帧子
子帧：前两个字分别为遥测字（TLW ）和交接字（HOW ），后八个字组成数据块。 当某颗卫星出现内存错误时，他会在各大数据块的八个字里交替的发射1与0.
GPS 对第三数据块采用分页的结构，即一帧中的第四子帧和第五子帧为一页，然后在下一帧中的第四子帧和第五子帧继续发送下一页。第三数据块的内容共占25页。一帧电文长为30s,所以发送一套完整的导航电文总共需要750s 。整个导航电文的内容每750s 重复一次。
在新的一个GPS星期刚开始的那一刻，无论卫星在上一星期末尾正在播发哪一段导航电文。他将总是重新从第一子帧开始播发，而在第一次的第四子帧和第五子帧中将总是重新从第三数据块的第一页开始播发。当第一子帧第二子帧第三子帧的内容需要更新时，新的导航电文总是从帧的边沿处（即对应的GPS时间为30s的整数倍）开始播发。当第四子帧和第五子帧的内容需要更新时，新的导航电文可以在第四子帧和第五子帧的任一页处开始播发。
字：最高位比特先被发送。每一子帧中的每一字均以6比特的奇偶校检码结束。每一比特长20ms.。
二、遥测字：
每一子帧的第一个字均为遥测字（TLW），在导航电文中每6s出现一次。第一至第八比特是一个二进制值固定在10001011的同步码，第九至第二十二比特提供特许用户的所需要的信息。第二十三至第二十四比特保留，最后六比特为奇偶校检码。
最高位最低位
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0 2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
3
同步码遥测码备用奇偶校检码
同步码为每一子帧的最先八个比特，所以接收机可以用起来匹配接收到的数据吗，进而搜索、锁定子帧的起始沿，为接下来按照相应格式正确解译二进制数据码提供必要条件。如果接收机找到了一个卫星信号的子帧边沿，则称接收机对此卫星信号进入了子帧同步状态（或是帧同步状态）。
奇偶校检码可以帮助用户接收机检查经解调得到的字中是否包含错误比特，并且其还有一定的比特纠错功能。
三、交接字：
为每一个子帧的第二个字。在导航电文中，每6s出现一次。交接字的第一至第十七比特（即子帧的第31至第47比特）是从Z计数器上得到的截断的周内时计数值。
二进制Z计数器长29位，其值由高十位的星期数（WN)和低十九位的周内时（TOW）计数两部分组成，其中最高位先被播发，最低位最后被播发。
交接字第十八比特为警告标志，其值为1时，提醒非特许用户自己承担使用该卫星信号的风险，因为该卫星第一数据块所提供的URA值有可能比其真实值还要大。
第十九比特为A-S 标志，值为1时，表示对该卫星实施了反电子欺骗措施。
第二十至第二十二比特是子帧识别标志包括：001表示该子帧是第1子帧；
010表示该子帧是第2子帧；以此类推。 若知道了当前子帧的识别标志，则接收机就可以按照这一子帧相应格式解译数据吗。 第23、24比特是通过求解得到的。目的是使交接字的6位奇偶校检码以00结尾。 最高位 最低位 30 31
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 （截短的）周内时计数 子帧码 奇偶校检码
四、第一数据块：包括第一子帧中的第3字至第10字，亦称为时钟数据块。 提供自身：
1.星期数（WN ）：
来自于Z 计数器的高十位（最大值为1023），指代当前的GPS 星期。每当周内时计数在星期六午夜零时从最大值跳回0的同时。星期数的值加1。GPS 时间每周循环一次，所以为了确切的表达一个时间值，必须同时指出GPS 时间和GPS 星期数。
2.用户测距精度（URA ）：
是对所有由GPS 地面监控部分和空间星座部分引起的测距误差大小的一个统计值，其通过导航电文中的一个由4比特表示的用户测距精度因子N 而提供给非特许用户的。
3.N 的值在0-15之间，每个值对应于一个URA 。URA 越大，则表示从该卫星信号中得到的GPS 距离测量值的精度越低，N=15时，URA 估计值缺省。
1+2226=215
N N N URA N -??≤≤??<
4.卫星健康状况：
若共计六比特的卫星健康状况的最高位是0，则表示导航电文全部正确，若最高位是1，则表示导航电文出错，而低五位又具体说明信号各部分的出错情况。
5.时钟校正参数：
012f f f a a a 是卫星校正模型方程中的系数。参数oc t 为第一数据块的参考时间，在时钟校正模型中被用作时间参考点。
6.群波延时校正值（GD T ）：
只适用于单频接收机，双频接收机不需要此项校正。原因是：0f a 是针对双频测量值而言的。
7.时钟数据期号（IODC ）：
用十比特表示的IODC 是时钟数据快的期刊号。一个IODC 值对应一套时钟校检参数。IODC 的值在一周之内不会发生重复，所以其可以用来帮助用户接收机快速检测时钟校正参数是否已发生了变化：如果某卫星播发了一个新的IODC 值，那么该卫星更新了时钟校正参数；否则，如果IODC 值为发生改变，则时钟校正参数尚未被更新。如果，时钟校正参数尚未被更新，而接收机又已经完整地解译了当前这一套时钟矫正参数，那么接收机就不必每30s 去重复读解这一数据块的时钟校正参数。
五、第二数据块：
卫星信号的第二个子帧和第三个子帧数据块。提供自身星历参数。
为了减少需要播发的数据量，GPS 用开普勒方程来描述卫星的运行轨道，并通过最小二乘法逼近来求解方程中的各个系数。
一套行李参数的有效期一般为参考时间oc t 为中心的4小时之内。
卫星在第二个子帧和第三个子帧均播发一个8比特的行李数据期号（IODE ）,来标记一套星历参数。IODC 的值在6小时之内不会出现重复，并且它的值应当与第一子帧中的IODC 的低八位保持一致。一旦IDOC 的低八位与第二个子帧和第三个子帧中的IODE 这三者之间有任何的不一致，则意味着卫星导航电文处于新旧更替之际，此时接收机应当接受、解译当前最新的一套卫星星历和时钟校正参数。
卫星博发的第1.2.3子帧的内容通常每两小时更新一次，并且通常发生在整小时交界处。
六、第三数据块：
由第4.5子帧数据块组成。
提供所有卫星的历书参数、电离层延时校正参数、GPS 时间与UTC 之间的关系以及卫星健康状态等数据信息。与前两个数据块的区别：第三数据块的内容并不是接收机在实现定位前
所急需获得的。
一套卫星历书不仅比一套星历占用少的比特，以便与卫星发射和接收机保存，而且有效期通常可达半年以上。
如果用户GPS接收机上保存着有效历书，并且用户大致知道自己当前的时间和位置，那么接收机可通过历书计算出各颗卫星在空间的大致位置。以确定他们的可见性，这可是接收机避免去搜索、捕获那些看不见卫星的信号，从而减少接收机实现首次定位所需要的时间。
导航系统及导航方法与设计方案
本技术适于导航领域，提供一种导航系统及导航方法，包括：导航硬件,用于将采集到得导航数据发送给MCU；MCU，用于将导航硬件发送的导航数据读取、并且暂存，当车载电 脑启动完毕时，将导航数据发送给车载电脑；车载电脑，用于接收MCU发送的导航数据，并且完成导航数据的导航应用。通过在导航系统中加入MCU，在系统上电后，MCU瞬间启动，且MCU读取和缓存导航数据，实现导航系统启动即读取导航数据。并且MCU连接的是车载电脑的CPU，将导航数据直接发送到操作系统的硬件抽象层，实现了读取导航数据不与操作系统内核空间打交道，仅从用户空间即可获取导航数据，扩展了应用。 技术要求 1.一种导航系统，其特征在于，包括： 导航硬件, 用于将采集到的导航数据发送给MCU； MCU，用于将导航硬件发送的导航数据读取、并且暂存，当车载电脑启动完毕时，将导航数据发送给车载电脑； 车载电脑，用于接收MCU发送的导航数据，并且完成导航数据的导航应用；MCU将导航数据传递给车载电脑操作系统的硬件抽象层，硬件抽象层将导航数据上报给框架层，框 架层将导航数据上报给应用层，在应用层完成导航数据的导航应用； 所述车载电脑安装的是Android操作系统； 所述导航硬件与所述MCU之间的数据通讯采用串行通信方式； 所述MCU与所述车载电脑的CPU之间数据通讯采用串行通信方式；
所述车载电脑的存储器采用的是阵列硬盘存储。 2.一种导航方法，其特征在于，该导航方法包括以下步骤： A、导航硬件采集导航数据，并且将采集到的导航数据发送给MCU； B、MCU读取导航数据、且暂存导航数据,并且MCU将导航硬件发送的导航数据发送给车载电脑操作系统的硬件抽象层； C、车载电脑操作系统的硬件抽象层将导航数据上报给车载电脑操作系统的框架层，车载电脑操作系统的框架层将导航数据上报给车载电脑操作系统的应用层； D、在车载电脑操作系统的应用层将导航数据完成导航应用； 所述步骤A包括以下步骤： A1、导航硬件采集导航数据； A2、如果导航硬件采集到导航数据，则执行步骤A3，如果导航硬件没有采集到导航数据，则重复执行步骤A1； A3、导航硬件将采集的导航数据发送给MCU。 3.根据权利要求2所述的导航方法，其特征在于，所述步骤B还包括以下步骤： B1、MCU读取导航数据、且暂存导航数据； B2、如果车载电脑操作系统启动完毕，则执行步骤B3，如果车载电脑操作系统未启动完毕，则等待车载电脑操作系统启动完毕； B3、MCU将导航数据发送给车载电脑操作系统的硬件抽象层。 4.根据权利要求2或3所述的导航方法，其特征在于，所述车载电脑操作系统运行的是Android系统。 技术说明书
基于GPS的汽车导航系统的设计与实现
邮局订阅号：82-946360元/年技术 创新 汽车电子 《PLC 技术应用200例》 您的论文得到两院院士关注 基于GPS 的汽车导航系统的设计与实现 Realization and design of automobile guidance system based on GPS （吉林工程技术师范学院）张丹彤 ZHANG Dan-tong 摘要:设计并实现了一种以单片机为主要控制器件、基于GSP 模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统。GPS 定位系统主 要采用技术非常成熟的GPS 模块进行与单片机的接口通信完成，使用更方便，定位也更准确。所设计的电动导航系统具有全球定位、自动控制、实时性好等多方面优点为一体，应用在当今的汽车上有较好的发展前景。关键词:GPS;导航;数据采集中图分类号:U49文献标识码:A Abstract:The present paper introduced one kind take the monolithic integrated circuit as the primary control component,based on GSP module new intelligent electric automobile chassis guidance system design.The GPS localization mainly uses the technical ex -tremely mature GPS module to carry on with the monolithic integrated circuit connection correspondence completes,use more conve -nient,the localization is also more accurate.This chassis collection whole world localization,the automatic control,timeliness good and so on the various merit is a body,applies has the good prospects for development on the now automobile.Keywords:GPS;navigation;data acquisition 文章编号:1008-0570(2008)11-2-0255-02 近年来，我国私人小轿车拥有量呈上升趋势，单位用轿车拥有量也在快速发展，对于这一类车辆，GPS 领航系统侧重于电子地图领航，对运行路线不固定的车辆，可预先设置到达目的地，在运行中告知运行路线，起到领航的重要作用。本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，基于GSP 模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统设计。 1主体控制方案 本系统是以单片机为主要控制器件，基于GSP 模块的新型智 能电动汽车底盘的导航系统设计。该车底盘具有智能避障、 寻迹、测距、报警、寻光、行驶路程显示、行驶时间显示、车体所在环境温度显示、车体所在环境湿度显示、人工定位等功能。可以使用无线遥控器控制，并可以在上位机显示出它所在的位置等数据信息。本系统设计主要包括硬件电路的设计、实时操作系统程序设计、多机通信设计与总线接口的设计。系统框图如图1所示。 图1系统框图 本系统硬件电路主要包括控制模块、GPS 定位模块、电机 驱动模块、传感器数据采集模块、网络节点接口模块、光报警模 块、 显示驱动模块、时间模块、键盘模块与无线通信模块组成。传感器数据采集模块由光电传感器进行对光线的跟踪，红外传 感器进行对近距离的数据采集，声纳传感器进行对远距离的数 据采集，温度传感器对车体周围的环境温度采集，湿度传感器 对周围环境的相对湿度采集等。网络接口采用串行通信方式。 显示驱动模块由LED 数码管与液晶共同显示。无线通信模块采用FSK 方式进行无线传输。 2GPS 定位系统设计 GPS 定位主要采用技术非常成熟的GPS 模块进行与单片机的接口通信完成。电机驱动电路模块主要采用H 型电路构建而成。GPS 模块的电源接口供电有15v 、12v 、5v 、3.3v 不等，本系统为了设计简单采用全新台湾HOLUX 公司推出的SIRF 第三代高灵敏度超小型GPS 接收模块这是最新推出的产品，采用 SiRF 第三代芯片， 主要是定位灵敏度大大提高，例如在汽车上应用时，只要靠近车窗就能较好工作，使用更方便，定位也更准确。本模块主要是提供给从事GPS 模块二次开发的客户使用的，GPS 模块使用3.3伏 （70毫安）直流工作电压，默认每秒输出一次TTL 的NMEA-0183信号。 此模块接口定义如表1所示。GPS 控制模块口控制模块方框图如图2所示。为了使车具 有导航系统，所以在车体上安装了GPS 模块，本设计采用全新台湾HOLUX 公司推出的SIRF 第三代高灵敏度超小型GPS 接 收模块，该模块由6个控制脚组成。为了减轻主控CPU 的负担，并且为了模块化硬件，所以该GPS 模块由一块STC12C2052单 片机进行单独的控制，并且通过74HS573与主单片机进行总线通信。STC12C2052单片机与GPS 通过串行口连接，并且以4800bps 的波特率进行通信。单片机的P1口与74HC573的数据输入口相连接，作为并行的8为数据总线使用，而LE 端口通过一个反响器与STC12C2052单片机的P3.7连接，并且P3.7口 通过一个74HC14与主控单片机的INT0相连。这样当P3.7为张丹彤:副教授 255--
基于室内定位导航技术的停车场寻车解决方案
停车场室内定位导航车辆反寻 解决方案 深圳市捷顺科技实业股份有限公司 产品市场部
目录 1项目背景 (3) 1.1 系统功能概述 (3) 1系统及设备介绍 (3) 2系统构架图 (5) 2.1 系统拓扑图（停车场） (5) 2.1.1 蓝牙室内定位系统拓扑图 (5) 3室内定位导航工作原理 (5) 3.1 定位原理 (5) 4室内定位系统功能 (6) 4.1 车行导航 (6) 4.1.1 空车位导航： (6) 4.1.2 停车位导航： (6) 4.1.3 路径实时修正： (7) 4.1.4全程室内室外提示： (7) 4.1.5 实时位置查询导航： (8) 4.2 人行导航 (8) 4.2.1 室内导航： (8) 4.2.2 标记点导航： (9) 4.2.3 检索位置导航： (9) 4.3 商户位置导航............................................................................. 错误！未定义书签。 4.3.1 商户分类导航： (11) 4.4 反向寻车 (9) 4.4.1 输入车位找车 (9) 4.4.2 一键找车 (10) 5系统特点 (13) 6实施步骤及方法 (13) 7系统成本预算 (13)
1项目背景 随着互联网技术的迅猛发展，人们的生活水平的提高，智能终端成为人们日常生活不可或缺的通信、娱乐、生活、社交工具，蓝牙技术发展到4.0版本后，以快速的通信能力，超低功耗，获得了国内外主流通信厂商的广泛支持，以苹果为首的国际巨头推出基于区域位置服务的Ibeacon技术后，蓝牙软硬件技术得到也突飞猛进的发展。在互联网+背景下，出入口控制在传统卡、二维码、行为识别，生物特征识别，APP等鉴权方式下，提出了需要快速、便捷、安全、智能感知、云端物联、远程触发、多终端并行鉴权等新的需求，而蓝牙读头作为一种新的鉴权识别设备，为出入口控制提供新的鉴权方式，为设备交互提供简单高效的连接通道。 眼下GPS在室外的定位误差范围已经缩小到了5米，对于室内环境，GPS信号就显得极其微弱甚至是无影无踪了。近年来，随着人民的生活水平的提高，各种机动车数量的迅猛增长，随着互联网技术的飞速发展，现今在商场、购物中心等大型停车场，停车难和找车难是一般车主十分头疼的两个问题。一方面，很多热门区域停车场车位紧张，车主在停车场四处寻找车位；另一方面，由于停车场空间大、环境及标志物类似、方向不易辨别等原因，车主在停车场容易迷失方向，寻找不到自己的车辆。在大型建筑内，无法利用室外GPS找到目的地。 停车场蓝牙定位系统主要解决用户出入口鉴权，精确车位引导、反向寻车。可以为C端用户提供极佳的车场体验，同时可以为业主提高车位使用率，优化管理和降低成本。 系统方案 1.1系统功能概述 本系统主要为停车场用户提供精确定位导航找车功能：为手机客户端用户提供停车场内的定位导航功能，实时为用户提供停车场内的位置服务，包括为其提供停车位的数量显示，停车位至出口的最短路径导航，精确标记停车位置为用户返回时寻车提供导航。 1系统及设备介绍 根据目前停车场的基本情况，经过分析，基于室内定位导航技术的停车场寻车解决方案主要的功能模块是：停车场室内定位导航模块（PIPS-Parking Indoor Position System），为用户提供提停车场的室内定位导航服务，为用户找车位、离开后回来找车提供服务支持；PIPS 作为整个停车场系统的技术核心，为整个系统提供停车场室内定位导航，用户可以通过其定位、寻找出口、找空车位、寻车等服务。
【CN109889982A】定位导航数据采集系统及方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910176664.6 (22)申请日 2019.03.08 (71)申请人 芋头科技（杭州）有限公司 地址 310000 浙江省杭州市余杭区五常街 道西溪艺术集合村莲公荡路10号101 室 (72)发明人 吕诚 霍志宇 (74)专利代理机构 北京中原华和知识产权代理 有限责任公司 11019 代理人 孙磊 寿宁 (51)Int.Cl. H04W 4/02(2018.01) H04W 4/024(2018.01) H04W 64/00(2009.01) (54)发明名称定位导航数据采集系统及方法(57)摘要本发明涉及一种定位导航数据采集系统及方法，该系统包括：一个或多个机器人，所述机器人用于获取场所的坐标信息，以及遍历所述场所中的多个关键点，其中，所述坐标信息包括所述关键点的坐标值；一个或多个数据采集设备，设置于所述机器人上，用于在所述机器人到达所述关键点后、和/或在所述机器人移动过程中采集定位导航数据；数据存储模块，用于记录所述定位导航数据、和与所述定位导航数据的采集位置对应的所述坐标信息。利用本发明的定位导航数据采集系统及方法，实现了自动采集数据，能够极大地节省数据采集的时间和成本、提高效率， 并能够大规模推广。权利要求书4页 说明书17页 附图4页CN 109889982 A 2019.06.14 C N 109889982 A
权 利 要 求 书1/4页CN 109889982 A 1.一种定位导航数据采集系统，其特征在于，所述系统包括： 一个或多个机器人，所述机器人用于获取场所的坐标信息，以及遍历所述场所中的多个关键点，其中，所述坐标信息包括所述关键点的坐标值； 一个或多个数据采集设备，设置于所述机器人上，用于在所述机器人到达所述关键点后、和/或在所述机器人的移动过程中采集定位导航数据； 数据存储模块，用于记录所述定位导航数据、和与所述定位导航数据的采集位置对应的所述坐标信息。 2.根据权利要求1所述的定位导航数据采集系统，其特征在于，所述机器人具体用于： 利用基于视觉惯性里程计的即时定位与地图构建技术对所述场所建图得到所述坐标信息； 利用基于视觉惯性里程计的即时定位与地图构建技术进行自动导航并遍历所述关键点。 3.根据权利要求1所述的定位导航数据采集系统，其特征在于： 所述机器人包括第一建图单元和第一遍历单元； 所述第一建图单元用于通过对设置于所述场所中的关键点标记进行自动寻找和识别，自动地对所述场所建图得到所述关键点的坐标值；其中，所述关键点标记是用于标识出所述关键点的视觉标记、红外标记或电磁标记； 所述第一遍历单元用于根据所述关键点的坐标值，自动导航并遍历所述关键点。 4.根据权利要求1所述的定位导航数据采集系统，其特征在于，所述系统还包括： 远程终端，与所述机器人和所述数据采集设备通信连接，用于展示所述机器人和所述数据采集设备的状态、展示采集到的数据、对所述机器人的运动和所述数据采集设备的数据采集进行远程监控、在出现故障时接管所述机器人和所述数据采集设备的控制、以及遥控所述机器人建图。 5.根据权利要求4所述的定位导航数据采集系统，其特征在于： 所述机器人包括第二建图单元、第二遍历单元的一个或多个； 所述第二建图单元用于根据所述远程终端的控制指令所指定的所述关键点的位置，对所述场所建图得到所述关键点的坐标值； 所述第二遍历单元用于根据所述远程终端的控制指令所指定的所述关键点的位置，在所述场所中移动并遍历所述关键点； 所述数据采集设备具体用于根据所述远程终端的控制指令，在所述机器人到达所述关键点后、和/或在所述机器人移动过程中采集定位导航数据。 6.根据权利要求1到5中任意一项权利要求所述的定位导航数据采集系统，其特征在于： 所述数据采集设备包括无线信号采集单元、运动参数采集单元、视觉数据采集单元的一个或多个； 所述无线信号采集单元用于在所述机器人到达所述关键点后、和/或在所述机器人移动过程中，采集无线信号数据； 所述运动参数采集单元用于在所述机器人到达所述关键点后、和/或在所述机器人移动过程中，采集所述数据采集设备的运动参数； 2
一种惯性导航肢体动作捕捉系统采集方法
- 5 - 第7期2018年4月No.7April，2018 无线互联科技 Wireless Internet Technology 1 动作捕捉技术概述 动作捕捉技术（Motion Capture ，Mocap ）的出现可追溯到20世纪70年代，国外的动画制作公司利用光学式的动作捕捉技术把表演者的姿势投射到计算机屏幕上，作为动画制作的参考。随着技术的发展，该技术已经广泛应用于3D 影视制作、步态分析、生物力学研究、人机工程、虚拟现实等新兴行业市场。 常用的动作捕捉技术从原理上说可分为机械式、声学式、电磁式、主动光学式、被动光学式、惯性导航式。本文的主要研究内容是惯性导航式肢体动作捕捉的采集方法实现。2 系统方案2.1 系统原理 动作捕捉系统的一般性结构主要分为3个部分：数据采集设备、数据传输设备、数据处理单元。惯性导航式动作捕捉系统既是将惯性传感器应用到数据采集设备，从而完成运动目标的姿态、角度的测量。 要完成对人体肢体动作的捕捉需要对人体的头部、肩部、大臂、小臂、手、胸口、尾椎、大腿、小腿、脚踝等共计17个部位进行动作跟踪，参考图1所述。在这17处重要部位佩戴集成加速计、陀螺仪、磁力计等惯性传感器的数据采集设备，加速计是用来检测传感器受到的加速度的大小和方向，它通过测量传感器在某个轴向的加速度大小和方向，但是相对于地面的姿态则精度不高。加速计的不足由陀螺仪来弥补，陀螺仪是通过测量三维坐标体系内内部陀螺转子的垂直轴与传感器的夹角，并计算角速度，通过夹角和角速度来判断物体在三维空间的运动状态，因为内部陀螺转子的垂直轴永远垂直地面，也就能保证对地面的姿态精度，但是不能测量同东西南北4个方向的姿态。那么陀螺仪的不足由磁力计来弥补，磁力计就是个小型的电子罗盘，由它来测量传感器同南北磁极的角度并确定4个方向的姿态。 数据传输设备是为了解决把采集到的动作数据传递给数据处理单元，同时也是上述17个数据采集设备的数据交汇点，这一特质决定了数据传输设备不可避免地要与数据采集设备就近部署。从使用舒适性、可穿戴性方面考虑，数据传输设备应采用无线通信技术回传数据给数据处理单元以减 少线缆数量和穿戴者的负担。目前主流的无线通信技术有ZigBee ，Bluetooth ，RFID ，WiFi 等，根据数据吞吐量来决定系统的通信子系统的设计，1个数据采集设备集成加速计、陀螺仪、磁力计，其中现在主流MEMS 芯片集成了加速计和陀螺仪，磁力计单独一颗芯片，芯片数据接口为I2C 总线，I2C 总线最大码流400 kbps ，那么数据量参考公式1所述。 传输数据吞吐量=17×2×400 kbps ≈13.6 Mbps （1）根据公式1所述的吞吐量要求，WiFi 支持11~54 Mbps ，其余技术传输速率不及1 Mbps ，故此数据传输设备采用WiFi 回传数据，在穿戴者身上部署数据传输设备（穿戴侧），在数据处理单元侧对称部署数据传输设备（处理侧），二者实现WiFi 无线传输数据，数据传输设备（处理侧）与数 据处理单元通过USB 传输数据。 数据处理单元采用图形工作站，工作站运行动作捕捉软件完成行动作捕捉。 图1 惯性导航式动作捕捉系统示意 2.2 系统设计 2.2.1 数据采集设备 数据采集设备是通过弹性束带固定在人体的运动部位，由于部署位置涉及人体接触，从舒适性和可穿戴性上决定了数据采集设备有体积小、功耗低的要求，数据采集设备如图 作者简介：韦宇（1980— ），男，广西柳州人，工程师，学士；研究方向：国防通信系统设计。 一种惯性导航肢体动作捕捉系统采集方法 韦 宇 （广州海格通信集团股份有限公司，广东 广州 510663） 摘 要：动作捕捉技术是运动物体的关键部位设置跟踪器，涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计 算机直接理解处理的数据。惯性导航通过测量对象的加速度、运动角度、方位，通过积分运算获得对象的瞬时速度、瞬时位置数据的技术。文章对一种惯性导航肢体动作捕捉系统采集方法进行了研究。关键词：动作捕捉；惯性导航；采集方法
车辆定位导航系统的设计
车辆定位导航系统的设计 汽服1101班王园福 摘要：在人类文明历史上，车辆定位与导航系统的研究与发展已经有相当长的历史。智能车辆定位系统(IVLNS)是集中应用了自动车辆定位技术、地理信息系统与数据库技术、计算机技术、多媒体技术、无线通信技术等多项最新科技的多功能综合系统。本文详细介绍了包括地图匹配、最优路径规划技术研究、导航系统设计在内的关于车辆导航系统的设计思路。 关键词： IVLNS 嵌入式导航计算机车辆定位导航 1 引言 尽管车辆定位和导航系统仅仅在最近几年才开始出现在世界市场上，但却在世界范围内取得了迅猛的发展。从功能上划分，一个完整的IVLNS系统由以下功能模块构成：定位模块、包含车载电子地图数据库的地理信息系统、地图匹配模块、路径规划模块、路径引导模块、无线通信模块和人机交互模块。在目前汽车产业飞速发展、智能汽车正在展露头角的大环境下，车辆定位导航系统的设计和研发是很重要的。 2 地图匹配 地图匹配是一种基于软件技术的定位修正方法，其基本思想是将车辆定位轨迹与数字地图中的道路网信息联系起来，并由此确定车辆相对于地图的位置。地图匹配技术的应用有两个前提： 1）用于匹配的数字地图包含高精度的道路位置坐标。 2）被定位车辆正在道路网中行驶。 2.1地图匹配方式 导航电子地图的道路网数据以若干节点的形式存储，在每两个节点之间，道路都以直线近似，忽略道路的宽度。在每个节点处设立一个判断区域，当车辆在域外行驶时，可以认为其运动轨迹是一条直线；当进入判断域时，车辆将有可能作角运动。此时，利用定位传感器的输出来判断汽车是否开始转弯，若没有，则认为汽车还没有达到路口，进行地图匹配修正；若有角运动，则在更小的判断域内作进一步判断。当汽车开出判断域后，根据转弯的角度和路网信息确定下一条行驶路线，在新路线上进行位置匹配。 3 最优路径规划设计 车辆导航系统中的最优路径规划问题属于图论中的最短路问题，但是它具有自己的特点。首先车辆导航的实时性要求是显而易见的，在出行过程中一旦由于路况变化或其他原因使车辆未能按预定导航路线行驶，则系统必须重新计算最优路线，因此对规划算法的执行效率要求较高，即运行速度一定要快。一般来说，路径规划算法的高效实现可以利用三种方法来获得：采用先进的数据结构缩短运行时间；采用先进的搜索技术减小搜索空间；采用地图分层和分级搜索技术控制规划路网的规模。 4 车辆定位导航系统终端设计
数据采集与监控系统
第一章数据采集与监控系统 第一节数据采集系统的基本结构 近年来，世界各国的火力发电设备发展方向是采用高参数大容量的单元式机组。机组容量越大，热力系统越复杂，需要监视的参数和操作的对象也就越多。特别是在机组的启停和事故处理过程中，机组处于不稳定的状态下工作，各种参数不断迅速变化，在同一瞬间需要同时进行几个参数的监视和操作，甚至有时要求运行人员在几分钟内完成几十个操作动作，稍有贻误就容易造成重大事故。以一台300MW机组为例，它需要监视的项目在900～1100点左右，如此多的数据如果用常规仪表去监视和测量，无论是在设计还是在运行上都有相当大的困难，一方面将使控制盘的尺寸大幅度增加，另一方面会给运行人员的监盘造成极大困难，劳动强度大，更易造成误操作，直接威协机组的安全运行。为了改变这一状况，在国内外大型火力发电机组上都广泛采用计算机对生产过程进行监视和测量，该计算机系统一般称为数据采集系统(Data Acquisition System 简称DAS)，或者将其称为计算机安全监视系统、计算机信息处理系统、数据采集监视和处理系统等。 计算机数据采集系统，可采用小型机、单台微型机、或多台微型机构成。 一、小型计算机数据采集系统 以小型计算机构成的典型数据采集系统如图6-1所示。 小型计算机数据采集系统采用双总线式结构，即内存总线与I/O总线分开。系统中所有的过程变量经过程通道连接在I/O总线上，其中包括各种模拟量输入、开关量输入、脉冲量输入、模拟量输出、开关量输出等。在I/O总线上还挂有专用接口，用以连接其它计算机装置或系统。在I/O总线上挂有硬盘驱动器，用以存贮操作系统、各种文件及数据。磁盘由专门的文件管理系统进行管理。主要人机联系设备有：运行人员操作台、工程师操作台和程序员操作台，亦挂在I/O总线上。 由小型计算机构成的数据采集系统具有以下特点： （1）由于小型机一般设有专门的I/O总线和I/O处理机，所以它与外部或外围设备交换的信息可以由I/O处理机进行处理，这样就可以加快I/O处理的速度和提高外设与主机之间工作的并行程度。
智能网联汽车导航定位系统
项目五智能网联汽车导航定位系统 【教学目标】 通过本章的学习，要求学生掌握智能网联汽车中导航定位的含义；了解全球导航卫星系统的类型，以及全球定位系统、北斗导航定位系统、惯性导航系统、通信基站定位的原理，熟悉高精度地图与导航地图的差别，以及高精度地图的作用。 【教学要求】 【导入案例】 图5-1所示为无人驾驶汽车，车内的人员可以聊天、办公、购物、会议等，不需要监管汽车。这是未来人们的生活，无人驾驶汽车不仅仅是交通工具，更是人们生活、办公的场所，无人驾驶汽车将改变未来人类的生活方式。 图5-1 无人驾驶汽车 智能网联汽车和无人驾驶汽车在行驶过程中是如何定位的？高精度地图有哪些作用？通过本章的学习，读者可以得到答案。
练习与实训 一、名词解释 1.导航定位 2.全球定位系统 3.北斗卫星导航定位系统 4.惯性导航系统 5.高精度地图 二、填空题 三、选择题 1. 不属于GPS的是（）。 A.卫星 B.控制站 C.接收器 D.高精度地图 2.具有定位和通信功能的是（）。 A. 美国的全球定位系统（GPS） B. 中国的北斗卫星导航定位系统（BDS） C. 俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）卫星定位系统 D. 欧洲空间局的伽利略（GALILEO）卫星定位系统 3. GPS定位时要求接收机至少观测到（）颗卫星的距离观测值才能同时确定出用户所在空间位置。 A.3 B.4 C.5 D.6 4.RKT技术是一项能够在野外实时得到（）级定位精确的测量方法，这项技术采用了载波相位动态实时差分。 A.毫米 B.厘米 C.分米
D.米 5.高精度地图采集使用的传感器是（）和（）。 A.毫米波雷达 B.超声波传感器 C.激光传感器 D.GPS 四、问答题 1.智能网联汽车的定位技术主要有哪些？ 2.GPS的工作原理是怎样的？ 3. BDS有哪些特点？ 4. 为什么无人驾驶汽车必须配备惯性导航系统？ 5. 导航地图和高精度地图的主要区别是什么？
外业数据采集导航定位系统采购项目
外业数据采集导航定位系统采购项目 一、设备名称：外业数据采集导航定位系统 二、参考品牌：苹果 三、参考型号：苹果 iPad mini2（16G/WIFI + Cellular）联通3G版 四、采购数量：10台 五、参数要求： （一）、投标须知 1、根据我队测量项目以及甲方开发软件的要求、测区地理情况，及时获取测区基本信息和定位准确，经试用iPad mini平台下开发的系统，能满足生产和甲方的要求，现须购买该型号设备1批。其他设备不支持，请勿投标。 2、货物必须为原厂原装产品，否则我方将追究其法律责任，请供应商谨慎报价。 3、以下“详细参数”的参数项须满足。 （二）、详细参数 1、基本参数：操作系统：iOS 7。 2、CPU/GPU： （1）处理器型号：A7； （2）处理器核心：双核心。 3、存储：16G。 4、显示屏： （1）屏幕尺寸：7.9英寸； （2）屏幕分辨率：2048x1536； （3）屏幕像素密度：324PPI； （4）屏幕描述：电容式触摸屏，多点式触摸屏； （5）指取设备：触摸屏； （6）屏幕特性：防指纹涂层，Retina Display技术； （7）支持语言：支持多国语言。 5、网络连接： （1）WiFi功能：支持802.11a/b/g/n无线协议； （2）网络模式：电信3G（CDMA2000），联通3G（WCDMA）； （3）蓝牙功能：支持，蓝牙4.0模块。 6、多媒体功能： （1）音效技术：内置扬声器； （2）麦克风：内置双麦克风； （3）视频播放：支持播放2060P视频； （4）摄像头：双摄像头（前置：120万像素，后置：500万像素）； （5）拍照功能：面部检测，背照式感光，轻点控制视频或照片曝光，照片和视频地理标记功能，视频防抖动，摄制过程中轻点对焦，3倍视频变焦，自动对焦，5镜式镜头，混合红外线滤镜，?/2.4光圈； （6）视频录制：支持录制1080P视频。 7、格式支持： （1）音频格式：支持AAC，HE-AAC，MP3，MP3 VBR，AAX，AAX+，AIFF，WAV格式； （2）视频格式：支持H.264，M4V，MP4，MOV，MPEG-4格式；