📄Работа №200326
Тема: Цифровой модуль фильтрации координат спутниковой системы навигации
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
электротехника
Объем:
95 листов
Год:
2023
Просмотров:
33
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 9
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 23
1 Математическое моделирование 29
1.1 Фильтр скользящая средняя 29
1.2 Фильтр экспоненциальная скользящая средняя 30
1.3 Медианный фильтр 32
1.4 Альфа-бета фильтр 33
1.5 Фильтр Калмана 35
1.6 Минимальный квадратичный фильтр 40
1.7 Оценка качества фильтрации 42
1.8 Экспериментальная часть 43
1.9 Применение фильтров сглаживания на основе реальных теоретических
моделей 49
1.10 Вывод по моделированию 56
2 Выбор готовых электронных модулей 57
2.1 Отладочная плата и микроконтроллер 57
2.2 Управление питанием 59
2.3 Преобразователь напряжения 60
2.4 Приемопередающие интерфейсы 61
2.5 Подключение к ПК 63
2.6 Спутниковый приемник 64
Разработка печатной платы 66
3.1 Дизайн печатной платы 66
3.2 Параметры печатной платы 67
3.3 Изготовление печатной платы 68
4 Разработка ПО на языке программирования «Си» 73
4.1 Прототипирование работы фильтра на МК 73
4.2 Алгоритм работы программного обеспечения 75
5 Организационно-экономический раздел 81
6 Безопасность жизнедеятельности 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 98
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 9
СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 23
1 Математическое моделирование 29
1.1 Фильтр скользящая средняя 29
1.2 Фильтр экспоненциальная скользящая средняя 30
1.3 Медианный фильтр 32
1.4 Альфа-бета фильтр 33
1.5 Фильтр Калмана 35
1.6 Минимальный квадратичный фильтр 40
1.7 Оценка качества фильтрации 42
1.8 Экспериментальная часть 43
1.9 Применение фильтров сглаживания на основе реальных теоретических
моделей 49
1.10 Вывод по моделированию 56
2 Выбор готовых электронных модулей 57
2.1 Отладочная плата и микроконтроллер 57
2.2 Управление питанием 59
2.3 Преобразователь напряжения 60
2.4 Приемопередающие интерфейсы 61
2.5 Подключение к ПК 63
2.6 Спутниковый приемник 64
Разработка печатной платы 66
3.1 Дизайн печатной платы 66
3.2 Параметры печатной платы 67
3.3 Изготовление печатной платы 68
4 Разработка ПО на языке программирования «Си» 73
4.1 Прототипирование работы фильтра на МК 73
4.2 Алгоритм работы программного обеспечения 75
5 Организационно-экономический раздел 81
6 Безопасность жизнедеятельности 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 98
📖 Введение
Принципы спутниковой навигации
ГНСС — система, предназначенная для определения местоположения (географических координат) наземных, водных и воздушных объектов, а также низкоорбитальных космических аппаратов. Спутниковые системы навигации также позволяют получить скорость и направление движения приёмника сигнала. Кроме того, могут использоваться для получения точного времени. Такие системы состоят из космического оборудования и наземного сегмента (систем управления).
Спутниковые радионавигационные системы представляют собой всепогодные системы космического базирования и позволяют в глобальных масштабах определять текущие местоположения подвижных объектов и их скорость, а также осуществлять точную координацию времени.
Принцип действия систем заключается в том, что навигационные спутники излучают специальные электромагнитные сигналы. Аппаратура потребителей, расположенная на объектах, находящихся на поверхности Земли или в околоземном пространстве, принимает информацию, заложенную в эти сигналы, измеряет расстояния до спутников, доплеровскую частоту, время и после специальной обработки вырабатывает данные о местоположении, скорости и времени объекта.[1]
Основные элементы спутниковой системы навигации
Спутниковую радионавигационную систему можно рассматривать как высокотехнологичную информационную систему, состоящую из пяти основных сегментов, показанных на рисунке 1.
ГНСС — система, предназначенная для определения местоположения (географических координат) наземных, водных и воздушных объектов, а также низкоорбитальных космических аппаратов. Спутниковые системы навигации также позволяют получить скорость и направление движения приёмника сигнала. Кроме того, могут использоваться для получения точного времени. Такие системы состоят из космического оборудования и наземного сегмента (систем управления).
Спутниковые радионавигационные системы представляют собой всепогодные системы космического базирования и позволяют в глобальных масштабах определять текущие местоположения подвижных объектов и их скорость, а также осуществлять точную координацию времени.
Принцип действия систем заключается в том, что навигационные спутники излучают специальные электромагнитные сигналы. Аппаратура потребителей, расположенная на объектах, находящихся на поверхности Земли или в околоземном пространстве, принимает информацию, заложенную в эти сигналы, измеряет расстояния до спутников, доплеровскую частоту, время и после специальной обработки вырабатывает данные о местоположении, скорости и времени объекта.[1]
Основные элементы спутниковой системы навигации
Спутниковую радионавигационную систему можно рассматривать как высокотехнологичную информационную систему, состоящую из пяти основных сегментов, показанных на рисунке 1.
✅ Заключение
В процессе разработки МФ был проработан целый ряд научно-технических вопросов.
Для начала необходимо было обсудить постановку технического задания, а также показать общее видение будущего прототипа МФ и обязательные технологические требования для исполнения.
В начале разработки было проведено математическое моделирование в среде MATLAB ряда цифровых фильтров с целью отбора оптимального варианта для реализации на МК. В конечном итоге выбор пал на альфа-бета фильтр, с которым в дальнейшем мы работали.
Далее проходил выбор готовых модулей и создание принципиальной схемы для МФ. Потом произведена трассировка платы в соответствии с разработанной принципиальной схемой и выбранными электронными модулями. В результате электронная печатная плата была заказана для сборки на заводе в Китае.
Параллельно с изготовлением печатаной платы, велась разработка ПО для МК. Были написаны следующие важные программные модули:
- запись декодированных и фильтрованных координат в внутреннюю постоянную память с целью дальнейшего построения графиков результатов фильтрации;
- подпрограмма обработчик прерывания для приема и передачи посылок по интерфейсу UART с сообщениями от СП до ОУ;
- алгоритм фильтрации спутниковых навигационных координат с СП.
В раздел «Безопасность жизнедеятельности» внесены условия труда и правила эксплуатации данного МФ. Также были продемонстрированы реализованные программно-аппаратные меры для стабильной, безотказной и безопасной работы МФ.
В «Организационно-экономический» раздел внесены рассчитанные затраты на разработку и производство МФ на коммерческом предприятии, а также рассчитан
Для начала необходимо было обсудить постановку технического задания, а также показать общее видение будущего прототипа МФ и обязательные технологические требования для исполнения.
В начале разработки было проведено математическое моделирование в среде MATLAB ряда цифровых фильтров с целью отбора оптимального варианта для реализации на МК. В конечном итоге выбор пал на альфа-бета фильтр, с которым в дальнейшем мы работали.
Далее проходил выбор готовых модулей и создание принципиальной схемы для МФ. Потом произведена трассировка платы в соответствии с разработанной принципиальной схемой и выбранными электронными модулями. В результате электронная печатная плата была заказана для сборки на заводе в Китае.
Параллельно с изготовлением печатаной платы, велась разработка ПО для МК. Были написаны следующие важные программные модули:
- запись декодированных и фильтрованных координат в внутреннюю постоянную память с целью дальнейшего построения графиков результатов фильтрации;
- подпрограмма обработчик прерывания для приема и передачи посылок по интерфейсу UART с сообщениями от СП до ОУ;
- алгоритм фильтрации спутниковых навигационных координат с СП.
В раздел «Безопасность жизнедеятельности» внесены условия труда и правила эксплуатации данного МФ. Также были продемонстрированы реализованные программно-аппаратные меры для стабильной, безотказной и безопасной работы МФ.
В «Организационно-экономический» раздел внесены рассчитанные затраты на разработку и производство МФ на коммерческом предприятии, а также рассчитан
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.