主頁(yè)（http://www.130131.com）：一種基于雙天線的北斗定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(3)

3 系統(tǒng)工作流程

3.1 系統(tǒng)總體工作流程

系統(tǒng)采用DSP+ARM雙核結(jié)構(gòu)，DSP與ARM各司其職。在系統(tǒng)上電后，DSP、ARM芯片完成上電復(fù)位，DSP通過(guò)USART接收北斗定位模塊的定位信息，在不失星的情況下進(jìn)行北斗雙天線定位算法計(jì)算。而DSP在進(jìn)行北斗雙天線定位算法計(jì)算后，通過(guò)串口將計(jì)算后的北斗定位信息發(fā)送給ARM芯片。若處于失星的情況下，進(jìn)行UKF算法軌跡預(yù)測(cè)，并將得到的預(yù)測(cè)結(jié)果通過(guò)串口發(fā)送給ARM芯片，ARM芯片接收到北斗定位信息后，通過(guò)FSMC總線將定位信息更新到TFT液晶屏上，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)程序流程圖

3.2 軌跡預(yù)測(cè)算法設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用無(wú)跡卡爾曼濾波(UKF)做為失星情況下的軌跡預(yù)測(cè)算法。無(wú)跡卡爾曼濾波(UKF)是一種基于最小方差估計(jì)準(zhǔn)則的非線性狀態(tài)估計(jì)器，其以非線性最優(yōu)高斯濾波器作為基本理論框架。UKF采用UT變換技術(shù)，即采用確定的樣本點(diǎn)(Sigma點(diǎn))來(lái)完成狀態(tài)變量統(tǒng)計(jì)特性沿時(shí)間的傳播，改進(jìn)了擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)不能求解雅可比矩陣以及泰勒級(jí)數(shù)線性化只具有一階的低精度問(wèn)題，其逼近精度可達(dá)二階或二階以上。U KF算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下

Step1

 （1）

式中，x為未失星前時(shí)刻北斗雙天線定位所得定位經(jīng)、緯度信息;px是x的協(xié)方差;n表示系統(tǒng)狀態(tài)維數(shù);北斗應(yīng)用中n取值為2;λ是微調(diào)參數(shù)，其可控制樣本點(diǎn)到均值的距離。

step2 根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)方程求樣本點(diǎn)傳遞值

 (2)

Step3 求系統(tǒng)定位誤差均值和方差的一步預(yù)測(cè)

 (3)

Step4 根據(jù)系統(tǒng)量測(cè)方程求取定位誤差狀態(tài)一步預(yù)測(cè)的傳遞值

 (4)

Step5 獲得定位誤差均值和協(xié)方差

 (5)

式中，pzz是定位誤差的量測(cè)方差矩陣；pxz是定位誤差狀態(tài)向量與定位誤差量測(cè)向量的協(xié)方差矩陣。

Step6 計(jì)算UKF增益，更新定位誤差狀態(tài)向量和方差

(中國(guó)集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)