[實用新型]一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗、GPS和航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620914692.5
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN206362937U
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江沸菠;馮德山;吉晨昊;董莉;薛開伍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南師范大學
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種組合定位追蹤系統(tǒng)，尤其涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗、GPS和航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于定位的需求不斷增加，對定位系統(tǒng)的性能要求也在不斷提高。GPS，北斗等全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)是目前主要的導航手段，且主要應(yīng)用于城市交通的導航定位，能夠連續(xù)、全天候為全球用戶提供精確的位置、速度和時間信息，且沒有積累誤差。但是全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)存在著自身的局限性，例如信號易受遮擋，在室內(nèi)存在導航的信號盲區(qū)，首次定位時間長等，難以適應(yīng)對城市中復雜區(qū)域內(nèi)的實時定位需求。航位推算是一種自主導航系統(tǒng)，能夠通過自身的位置、速度和姿態(tài)參數(shù)來進行導航，其工作過程不受外界干擾，沒有信號盲區(qū)，但導航誤差會隨時間積累。因此通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器將GPS，北斗等全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)與航位推算技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗/GPS/航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)，能夠有效地利用各導航系統(tǒng)間的優(yōu)點，減小定位誤差，提高定位追蹤系統(tǒng)的性能，適合對老人、小孩及特殊人群進行持續(xù)定位追蹤，具有廣泛的市場前景。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗、GPS和航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)在室外采用北斗和GPS進行聯(lián)合定位，在室內(nèi)全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號盲區(qū)采用航位推算技術(shù)結(jié)合目標的位置、速度和姿態(tài)參數(shù)進行定位，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器實現(xiàn)三種導航數(shù)據(jù)的融合，從而實現(xiàn)不間斷地定位追蹤需求。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗、GPS和航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)由北斗/GPS雙模接收機和組合定位器組成，所述北斗/GPS雙模接收機包括天線、低噪聲濾波器LNA、聲表面濾波器SAW、射頻模塊、溫度補償晶體振蕩器TCXO和中頻接收機，所述組合定位器包括ARM處理器、FLASH、3G/4G通信模塊、觸摸屏、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器、航位推算模塊和九軸傳感器；北斗/GPS雙模接收機中，天線、LNA、SAW、射頻模塊和中頻接收機依次連接，TCXO與射頻模塊連接，組合定位器中ARM處理器分別與FLASH、3G/4G通信模塊、觸摸屏、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器和航位推算模塊連接，九軸傳感器與航位推算模塊連接，北斗/GPS雙模接收機中的中頻接收機與組合定位器中的ARM處理器相連。

本實用新型的有益效果在于：該基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗、GPS和航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、攜帶方便，能夠利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合不同定位技術(shù)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)城市內(nèi)復雜地區(qū)的高精度持續(xù)追蹤定位，具有較高的定位效率和魯棒性。

附圖說明

圖1是本實用新型基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗、GPS和航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

如圖1所示，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的北斗、GPS和航位推算組合定位追蹤系統(tǒng)由北斗/GPS雙模接收機和組合定位器組成，所述北斗/GPS雙模接收機包括天線、低噪聲濾波器LNA、聲表面濾波器SAW、射頻模塊、溫度補償晶體振蕩器TCXO和中頻接收機，所述組合定位器包括ARM處理器、FLASH、3G/4G通信模塊、觸摸屏、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器、航位推算模塊和九軸傳感器。北斗/GPS雙模接收機中，天線、LNA、SAW、射頻模塊和中頻接收機依次連接，TCXO與射頻模塊連接，組合定位器中ARM處理器分別與FLASH、3G/4G通信模塊、觸摸屏、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器和航位推算模塊連接，九軸傳感器與航位推算模塊連接，北斗/GPS雙模接收機中的中頻接收機與組合定位器中的ARM處理器相連。

天線接收來自北斗/GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的信號，并依次通過低噪聲濾波器LNA、聲表面濾波器SAW、射頻模塊、溫度補償晶體振蕩器TCXO和中頻接收機解算出各自的基帶信息，并送入ARM處理器，ARM處理器對基帶信息進行有效性檢測，當北斗/GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的基帶信號有效時，說明全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠正常工作，此時直接將有效的基帶數(shù)據(jù)送入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器進行定位解算，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器采用FPGA芯片EP4CE40F230C8實現(xiàn)；當北斗/GPS衛(wèi)星系統(tǒng)的基帶信號無效時，說明全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)受到了干擾或進入了信號盲區(qū)，則控制航位推算模塊采集九軸傳感器數(shù)據(jù)進行航位推算，并將航位推算的數(shù)據(jù)送入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器，結(jié)合失效前的北斗/GPS衛(wèi)星信號進行定位解算，從而實現(xiàn)持續(xù)的定位追蹤，其中航位推算模塊采用CruizCore MGM1500芯片實現(xiàn)。ARM處理器將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導航濾波器輸出的定位數(shù)據(jù)存入到FLASH中，并定期通過3G/4G通信模塊將定位數(shù)據(jù)同步至指定的服務(wù)器，方便授權(quán)的客戶端查詢，同時ARM處理器通過觸摸屏顯示定位信息并實現(xiàn)與用戶的交互。