一种单兵目标侦察定位终端的设计

摘要

目标侦察定位在现代战争中具有重要的作用。如今随着科技的发展，目标的定位方式比过去有了很大改变，随着北斗二代卫星导航系统的局部组网成功，当前已经可以在中国以及周边地区正式使用，通过导航模块对信号的处理分析，能为使用者提供出精确的本地位置信息，这为目标定位提供了很好的技术支持。
　　 本文给出了一种通过测量本地坐标、本地与目标点的距离、本地与目标点的角度进行目标定位的方法。其中，通过北斗二代导航定位模块CC50-BG测量出本地的经度、纬度和高度。通过由磁阻传感器和加速度传感器以及相关电路组成的角度测量模块，测量出本地与目标点的方位角和俯仰角，然后通过RS-232接口电路和I/O控制电路，将目标侦察定位终端安装在同轴的微型激光测距设备上，由激光测距设备测量出本地与目标点的距离。最后，主控模块将上述三个参数读取并进行相关处理，计算出目标的经度、纬度和高度，并在显示模块LCD上显示，从而实现对目标的定位。用户可以通过键盘进行相关操作，实现目标定位、存储数据、查询数据、删除数据、传输数据等相关功能。
　　 本文主要内容归纳如下:
　　 首先通过日常生活中常见的智能产品引入了嵌入式系统的概念，介绍了嵌入式系统的发展过程，分析了几种常用嵌入式处理器的性能特征，搭建起总体设计的框架。
　　 其次介绍目标侦察定位的原理，列举出目标侦察定位的几种方法，并选定出最适合本设计的方法:通过测量本地的经度、纬度、高度，以及本地与目标的距离、角度，由此计算出目标坐标的经度、纬度、高度。
　　 然后介绍硬件电路的具体设计、各个模块的原理，以及各个模块与主控芯片之间的连接电路。
　　 最后为本设计的软件部分，根据自身特点选择了基于嵌入式前后台系统的软件设计方式，介绍了各个模块软件设计流程图，并给出了测试结果与数据分析。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究意义与时代背景

1．3 本设计的基本概述

1．4 论文的主要内容及结构

2 基于嵌入式系统的整体设计

2．1 嵌入式系统

2．1．1 嵌入式系统的介绍

2．1．2 嵌入式处理器

2．2 ARM系列处理器的特点介绍

2．2．1 ARM的介绍

2．2．2 ARM系列芯片特点以及芯片选型

2．3 基于ARM7的整体设计

2．4 本章小结

3 目标定位原理与算法的实现

3．1 目标定位技术

3．2 目标定位原理

3．3 目标定位的算法实现

3．3．1 相关坐标系的定义

3．3．2 坐标系之间的转换

3．3．3 目标定位的算法

3．4 本章小结

4 系统的硬件设计

4．1 主控模块

4．1．1 主控芯片

4．1．2 时钟电路的设计

4．1．3 复位电路的设计

4．1．4 程序下载与调试接口的电路设计

4．1．5 外接数据存储器的设计

4．1．6 电源电路的设计

4．2 通信接口的设计

4．2．1 RS-232接口电路的设计

4．2．2 USB接口电路的设计

4．3 北斗二代卫星导航定位模块

4．3．1 北斗二代卫星导航系统

4．3．2 导航模块CC50-BG

4．3．3 CC50-BG与LPC1758的接口电路设计

4．4 角度测量模块

4．4．1 俯仰角与横滚角的测量原理

4．4．2 ADXL213的介绍与加速度的算法

4．4．3 俯仰角测量电路设计

4．4．4 方位角的测量原理

4．4．5 HMC1001与HMC1002的介绍以及测量方位角的算法

4．4．6 三路磁场的测量电路设计

4．4．7 磁阻传感器强磁场干扰的消除电路

4．4．8 三路磁场分量信号的数字化

4．5 键盘模块

4．5．1 薄膜键盘的介绍

4．5．2 键盘的功能设计

4．5．3 键盘电路设计

4．6 显示模块

4．6．1 显示模块LCD12864的介绍

4．6．2 LCD12864与LPC1758的接口电路设计

4．7 本章小结

5 系统的软件设计

5．1 软件总体设计

5．1．1 开发环境介绍

5．1．2 软件整体流程图设计

5．2 相关模块的软件设计

5．2．1 串口通信

5．2．2 数据存储

5．2．3 按键模块

5．2．4 数据A/D转换

5．2．5 角度测量模块

5．3 相关模块的硬件测试

5．3．1 角度测量模块的测试

5．3．2 北斗二代导航模块与RS-232接口的测试

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 本设计还需完善的方面

致谢

参考文献

附录