基于Linux的车载GPS/CNSS组合导航系统研究

摘要

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，私家车的数量也越来越多。由于交通路网的日益更新，导致行人对路况不熟悉，使得出行极其不方便，这种情况在中国的各大城市更加明显。为了让行人能够更快捷的找到目的地，使出行变得更加人性化、智能化，于是便有了智能交通设备——卫星导航系统。目前市场上的卫星导航系统95％以上使用的是美国的GPS，处于绝对的垄断地位。为了打破这种垄断，避免美国等发达国家以经济或者政治等争端为由对我们实现GPS信号的封锁，本课题进行了针对我国自主研制的北斗导航(CNSS)+GPS导航来替代单一的GPS导航的研究。
　　本课题采用的主处理器是以ARM为核心的芯片，采用东方联星公司自主研发的OTrack-32模块作为定位信息接收模块，它能接收双系统（GPS和CNSS）的信号，并且能够非常方便地实现系统切换，热启动仅需要1秒钟。本课题移植了Linux操作系统，设计了相应的硬件电路，并对相关的硬件设计了驱动;利用处理器与OTrack-32模块通过串口进行信息交换，完成了整个系统的收集数据的功能，通过处理器对数据进行相关处理，用QT来设计导航系统的图形界面显示定位结果。
　　与单一的卫星信号接收系统相比，本课题研究的“双星导航系统”接收机具有双保险的作用，同时在亚洲的某些地区，北斗卫星系统的信号是要强于GPS信号的，对于某些重要的定位应用如果出现信号的中断可能会产生严重的后果，双星系统可以有效的避免这种情况的发生，从而提高了整个系统运行的稳定性。本课题最终实现了一套性能稳定，成本低，并且能快速切换两种(GPS/CNSS)不同卫星信号的“双星导航系统”接收机的设计，具有很好的应用前景。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外的研究现状和发展的趋势

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文主要研究内容和章节的安排

2 嵌入式系统简介

2．1 嵌入式系统简介

2．1．1 嵌入式系统的概念与特点

2．1．2 嵌入式系统的发展和组成

2．2 嵌入式处理器

2．2．1 嵌入式处理器的分类

2．2．2 ARM处理器

2．3 嵌入式操作系统

2．3．1 Linux操作系统的来源

2．3．2 Linux操作系统的特点和构架

2．4 S3C2440的介绍

2．5 本章小结

3 GPS和CNSS定位原理

3．1 卫星定位的原理

3．1．1 卫星定位的数学模型

3．1．2 卫星定位技术的实施方式

3．2 GPS

3．3 CNSS

3．4 GPS与CNSS的比较

3．5 本章小结

4 开发环境的配置

4．1 Boot loader

4．2 Kernel

4．2．1 下载Linux内核

4．2．2 配置Linux内核

4．2．3 Linux内核的编译

4．3 驱动装载的方法及实例解析

4．3．1 按键原理

4．3．2 设计按键驱动

4．3．3 测试按键驱动

4．4 Makefile分析

4．4．1 Makefile的语法介绍

4．4．2 Makefile作用原理

4．5 制作根文件系统

4．6 本章小结

5 双导航系统软硬件实现

5．1 双导航系统硬件架构

5．2 双导航系统软件设计

5．2．1 串口终端的设计

5．2．2 显示图形界面

5．2．3 编译联合执行

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介以及读研期间主要科研成果