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基于ARM嵌入式系统的GPS接收机设计

2020-11-29阅读(237)

基于ARM嵌入式系统的GPS接收机设计

论文摘要

由于全球定位系统在航天、航空、航海、海洋上程、大地测量、陆地导航以及军事上的大量运用及其广阔的应用前景,使得GPS接收机系统成为国内外相关领域竞相研究的对象。GPS系统的用户部分主要是各种型号的GPS接收机。所以GPS接收机中的微处理器的运算能力和功耗直接影响整机的性能。本文所研究的是基于ARM微处理器和μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统开发及其在GPS接收机中的应用。介绍了GPS接收机设计原理,分析了接收机硬件模块的组成和功能,设计了由FPGA和ARM完成基带信号处理及导航解算的接收机,建立了基于ARM和μC/OS-Ⅱ的GPS接收机嵌入式硬件开发平台。研究了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,分析了其内核的组成结构:与处理器无关代码、处理器相关代码、与应用相关代码,并重点分析和配置了其中与处理器相关和与应用相关的代码部分,最终将其成功移植到ARM LPC2290微处理器上。建立了基于ARM LPC2290和μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统软件编译和调试的交叉环境,设计了运行在此环境下的中断和多任务来实现接收机信号处理、导航解算及显示等功能,最终完成了基于ARM和μC/OS-Ⅱ的GPS接收机软应用件设计。总之,本文从研究嵌入式系统的软、硬件设计及其应用着手,掌握了嵌入式系统开发的核心技术,研制了基于ARM嵌入式开发平台的GPS接收机。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究的背景
  • 1.1.1 GPS卫星导航系统
  • 1.1.2 嵌入式系统与ARM微处理器
  • 1.2 课题的目的及意义
  • 1.3 国内外研究动态
  • 1.4 课题的主要研究内容
  • 第2章 GPS卫星定位关键技术研究
  • 2.1 GPS卫星信号的基本结构
  • 2.1.1 C/A码
  • 2.1.2 P码
  • 2.1.3 GPS卫星的导航电文
  • 2.2 GPS定位相关计算
  • 2.2.1 GPS卫星瞬时位置的计算
  • 2.2.2 卫星与用户间的相对距离
  • 2.2.3 导航电文的提取
  • 2.3 GPS定位技术研究
  • 2.3.1 伪距单点定位
  • 2.3.2 动态相对定位
  • 2.3.3 本系统定位方法选取
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 基于ARM嵌入式系统的GPS接收机总体设计
  • 3.1 嵌入式系统技术
  • 3.1.1 嵌入式系统的概念、组成及特点
  • 3.1.2 设计嵌入式系统的一般方法
  • 3.2 ARM微处理器及开发
  • 3.2.1 ARM微处理器及性能比较分析
  • 3.2.3 基于ARM的嵌入式系统开发
  • 3.3 基于ARM嵌入式系统的GPS接收机总体设计
  • 3.3.1 GPS接收机整体结构
  • 3.3.2 GPS接收机整体设计
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 GPS接收机的硬件设计
  • 4.1 GPS接收机硬件结构设计
  • 4.2 射频前端GP2015
  • 4.3 信号通道
  • 4.4 导航解算模块
  • 4.5 LPC2290硬件及单元电路设计
  • 4.5.1 电源及复位电路
  • 4.5.2 时钟电路
  • 4.5.3 系统存储器模块
  • 4.5.4 JTAG接口与RS232串口模块
  • 4.5.5 LCD液晶屏模块
  • 4.6 系统硬件与单元电路调试
  • 4.6.1 电源、晶振及复位电路调试
  • 4.6.2 系统初始化
  • 4.6.3 串口调试
  • 4.6.4 存储器的调试
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 GPS接收机软件设计
  • 5.1 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ
  • 5.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系统简介
  • 5.2.2 μC/OS-Ⅱ开发调试环境
  • 5.2 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植
  • 5.2.1 移植的必要性
  • 5.2.2 μC/OS-Ⅱ移植的条件
  • 5.2.3 μC/OS-Ⅱ在LPC2290上的移植
  • 5.2.4 测试移植代码
  • 5.2.5 基于μC/OS-Ⅱ的实时多任务软件调试
  • 5.3 GPS接收机应用软件设计
  • Handler'>5.3.1 中断UARTHandler
  • 5.3.2 导航电文提取任务TProcsbf
  • 5.3.3 解算定位任务TNav
  • 5.3.4 显示任务TDisplay
  • 5.4 程序调试及下载
  • 5.4.1 调试
  • 5.4.2 使用JTAG接口下载
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 GPS接收机调试及实验结果
  • 6.1 测试方法
  • 6.2 测试及数据处理方法
  • 6.3 实验结果
  • 6.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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