北斗导航科研创新型实验室方案_解决方案-华测导航

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    北斗导航科研创新型实验室方案
    目前,各高校随着技术、产业快速发展逐步展开了导航与物联网专业的相关专业建设。但实验室建设明显存在滞后和不足。为帮助国内高等院校、科研院所建设先进实用的卫星导航实验室,为使学生完成基于北斗与物联网的基础实验到创新性应用系统的开发工作,提高学生的应用技术开发能力。华测导航开发研制了卫星导航实验室必备设备,设计了卫星导航实验室建设方案,为推动我国北斗教育的发展提供基础平台,培养北斗导航领域专业人才。
    华测导航,北斗导航科研创新型实验室方案
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    系统组成

    科研实验室可分为原理教学与实践应用两部分:
    1、科学研究部分
    北斗卫星导航研发创新实验室由卫星信号转发系统、卫星导航信号模拟系统、北斗卫星导航接收机研发平台、北斗卫星导航接收机、高精度GNSS/INS组合导航等设备组成。用户可根据实际需求配置不同功能的实验室。

    2、实践应用部分

    配备了国内主流产品及较新的前沿产品,包括北斗高精度板卡、北斗高精度定位测向接收机、高精度GNSS/INS组合导航接收机等。通过对这些产品的实际操作使用,学生可以在较短时间内了解并学会使用北斗领域的产品,迅速提高实践操作水平。


    华测导航,北斗导航科研创新型实验室方案拓扑图
    系统特点

    · 实践性
    北斗卫星导航研发创新实验室提供的该实验室为老师和学生提供开放式的试验环境,使学生在真实设备、真实卫星信号环境下,亲自动手进行卫星导航实验和编程,研发出具有自主知识产权的导航产品。


    · 先进性
    北斗卫星导航研发创新实验室提供的技术及设备,与当前国际尖端技术同步,并通过软件升级与硬件扩展保持技术的先进性。为学生毕业后顺利进入卫星导航领域,从事卫星导航教学、科研、应用等工作奠定坚实的理论基础、积累实践经验。


    · 共享性
    卫星导航综合实验室实现了卫星导航接收机内部核心算法、软件源程序、原始数据、硬件接口等全方位开放,有效地把信号生成、信号转发、信号接收、数据处理等功能在不同设备上实现,这些设备既可以独立工作,又可以互联互通,实现数据、软件、硬件的共享。


    · 升级换代能力
    随着导航技术迅速发展,北斗导航系统要在2020年覆盖全球,北斗系统新体制信号需代替原有体制信号,北斗卫星导航研发创新实验室提供的技术及设备具备平滑升级到支持北斗系统新体制信号的能力。


    · 可持续扩展能力
    北斗卫星导航研发创新实验室采取开放式设计,可以方便的将导航新技术、新方法、新思路纳入到实验室,进而保证研发创新实验室的先进性及可持续扩展能力。


    · 创新人才培养能力
    北斗卫星导航研发创新实验与基础实验相比,设计性实验更加注重内容的探索性、方法的多样性。在毕业设计和课题研究的设计性实验过程中,学生的独立思维和个性得到充分发挥,能培养出卫星导航一流的创新人才。





    解决方案

    实验课程设计

    一、教学及科研目的
    1.理解北斗多模接收机算法实现
    2.掌握和开发北斗多模接收机相关器算法
    3.掌握和开发北斗多模接收机基带算法
    4.掌握和开发北斗多模接收机导航解算算法
    5.掌握北斗多模芯片和接收机设计方法
    6.掌握组合导航算法及组合导航接收机设计
    7.了解高性能北斗多模导航接收机完好性研究
    8.掌握北斗高精度接收机的核心算法

    二、实验设置及研究内容
    1.接收机设计开发实验
    (1)软件接收机设计
    利用中频信号采样器采集的中频信号,在PC机上通过软件方法实现信号搜索、载波剥离、码剥离、导航电文提取,进而设计出软件接收机。
    (2)北斗多模接收机相关器算法
    利用中频信号采样器提供的Matlab软件源程序,实现相关器算法研究。
    (3)北斗多模接收机基带及导航解算算法
    利用北斗多模接收机研发平台提供的接收机内部基带处理部分和导航解算源代码,可直接下载到内置接收机板卡上进行验证。可以通过修改现有程序或编写全新的程序来改进和验证GNSS接收机各方面的指标和功能;例如,相关接收数据、C/A码相位数据、载波Doppler频移数据、实时卫星信号搜索程序、信号确认程序、信号微调和跟踪程序、实时卫星导航数据解码程序、卫星轨道计算程序、误差计算和消除程序、接收机位置速度时间解算程序、NMEA-0183数据生成程序、数学运算程序等。


    2.高精度定位算法设计实验
    利用北斗高精度定位算法研发平台,用户可进行北斗RTK高精度定位算法的研究和测试。该平台支持北斗、GPS、GLONASS等多系统卫星参与的RTD、RTK高精度定位算法研究,内置接收机定位精度可达到厘米级。


    3.北斗多模接收机测试实验内容
    利用多星座卫星导航模拟器,精确测试北斗高精度接收机的各项性能指标,例如定位精度(静态、动态)、启动时间(冷启动、温启动、热启动)、测速精度、授时精度、信号搜索和跟踪灵敏度、多径抑制能力、接收机通道能力等。


    4.组合导航算法设计实验
    利用北斗组合导航原理实验平台进行组合导航定位算法的研究和测试。该平台支持卫星导航、惯性导航原始观测量的采集及回放功能,从而让研究人员能够在实验室内完成紧耦合、松耦合组合导航算法的测试验证等工作。


    5.GNSS/INS组合导航系统研究与应用
    利用北斗多模接收机输出数据与惯性导航系统的惯性测量信息进行组合处理,改善捕获、跟踪和再捕获的能力,应用于各类载体的精密导航测向、定位、测姿、授时等实验。


    三、应用领域

    卫星导航技术涉及的领域非常广泛,在高等院校所涉及专业大致如下:测绘技术,物联网工程、无人机、人工智能、智慧城市,航天航空工程、航海技术、电子信息工程,自动化,交通运输与物流,地理科学,空间技术应用等。

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    四、成功案例

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