基于MXTOS2-200模塊的開(kāi)放式高動(dòng)態(tài)平臺設計

　　本文中的接收機硬件設計，采用了自主研發(fā)的具有高動(dòng)態(tài)定位功能的MXTOS2-200接收機模塊，電路的射頻前端和基帶數字處理電路都是具有高性能和高可靠性的電路，這為接收機高動(dòng)態(tài)定位算法研究提供了可靠的硬件電路支持。圖3為我所自主研發(fā)的接收機模塊實(shí)物圖?！　?/p>本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/135964.htm

 

　　嵌入式軟件及算法設計

　　導航算法和軟件程序是接收機硬件平臺的靈魂。高效可靠的軟件算法是系統能夠有效運行的核心支柱。嵌入式軟件程序設計采用基于算法的面向對象的軟件設計方法，實(shí)現嵌入式環(huán)境中無(wú)操作系統軟件架構，如圖4所示。軟件設計分為驅動(dòng)層、數據層、應用層、管理層。驅動(dòng)層為軟件對射頻與基帶硬件的配置控制，其中包括對射頻參數的調整、數據流動(dòng)的控制、對基帶捕獲模塊及跟蹤通道的管理使用，對外圍存儲、I/O口等設備的驅動(dòng)管理。管理層控制程序的整體結構，包括軟件運行、軟件及硬件中斷控制響應、應用層協(xié)調運行流程調用、運行監控、輸入輸出控制、異常處理等的運行。數據層為程序運行過(guò)程所有數據流的管理與交互，包括數據存儲區、內部數據傳遞、外部數據流入流出等，實(shí)現大量導航數據的合理管理與快速通信，提高程序的運行效率節省存儲空間。

　　基于自主研發(fā)的MXTOS2-200硬件平臺進(jìn)行了高效可靠的軟件算法設計，同時(shí)還進(jìn)行了開(kāi)放式有效合理設計?；贛XTOS2-200開(kāi)放式高動(dòng)態(tài)平臺設計的軟件算法設計主要包括捕獲算法設計、跟蹤環(huán)路算法設計、導航定位算法設計、開(kāi)放式算法設計等四大部分算法的設計。其設計流程圖如圖5所示?！　?/p>

 

　　高動(dòng)態(tài)接收機開(kāi)放式設計思想

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子技術(shù)的發(fā)展，導航定位系統中單純的衛星定位已不足以滿(mǎn)足定位的需求和發(fā)展，各種組合的導航定位系統使得導航定位的精度和動(dòng)態(tài)范圍得到了巨大的提高。以衛星定位為主的組合導航定位系統，差分定位系統，衛星定位和通信結合的系統，正在快速發(fā)展，使得衛星系統的功能更多樣化，應用也更加的廣泛。開(kāi)放式的高動(dòng)態(tài)接收機正是為滿(mǎn)足這種需求而設計和開(kāi)發(fā)的。

　　開(kāi)放式的高動(dòng)態(tài)接收機根據其開(kāi)放的程度，我們將其分為兩種形式的開(kāi)放式接收機：淺開(kāi)放式接收機和深開(kāi)放式接收機。淺開(kāi)放式接收機主要指開(kāi)放其輸出數據的格式和速率。我們可以通過(guò)PC機等上位機為接收機，配置其輸出定位協(xié)議提供給其他系統做組合應用，比如常用的NMEA協(xié)議和滿(mǎn)足需求二進(jìn)制協(xié)議。同時(shí)我們也可以配置其輸出不同速率的定位信息以滿(mǎn)足不同的需求，數據更新率一般可以從1Hz~50Hz，這樣能極大地豐富接收機的用途和靈活性。深開(kāi)放式接收機主要指將其內部的部分信息開(kāi)放，使得其應用更加的深入和廣泛。在深開(kāi)放式接收機中我們可以通過(guò)配置其環(huán)路和捕獲方式，以特定的方式開(kāi)放給用戶(hù)，使得用做特定的組合開(kāi)發(fā)和配置其適應不同的場(chǎng)景。常見(jiàn)的有我們用于組合導航的開(kāi)放用環(huán)路控制和捕獲輔助。

　　針對上述提出的技術(shù)方案，我們已開(kāi)發(fā)出來(lái)具有可配置不同輸出協(xié)議，不同輸出速率，不同環(huán)路參數和不同捕獲策略的接收機，并成功地用于組合導航的開(kāi)發(fā)應用中。

　　結束語(yǔ)

　　本文通過(guò)硬件平臺搭建和算法研究，能夠在高動(dòng)態(tài)環(huán)境中實(shí)現快速的衛星信號捕獲和超低捕獲靈敏度，實(shí)現對-145dbmW能量強度下的捕獲功能，并且擁有多模兼容和多星座兼容的功能。目前MXTOS2-200接收機模塊已實(shí)現常規導航的高性能指標，定位精度小于10米，冷啟動(dòng)時(shí)間小于34秒，重捕獲時(shí)間小于1秒。

　　本文在針對衛星導航定位基本工作原理的研究上，提出適應于高動(dòng)態(tài)特殊環(huán)境的開(kāi)放式開(kāi)發(fā)方法，并提出了適用于解決不同系統之間組合的方法和思想，從而為進(jìn)一步研究高動(dòng)態(tài)接收機的實(shí)現奠定好的基礎。

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