北斗導航科研創新型實驗室方案_解決方案-華測導航

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      北斗導航科研創新型實驗室方案
      目前,各高校隨著技術、產業快速發展逐步展開了導航與物聯網專業的相關專業建設。但實驗室建設明顯存在滯后和不足。為幫助國內高等院校、科研院所建設先進實用的衛星導航實驗室,為使學生完成基于北斗與物聯網的基礎實驗到創新性應用系統的開發工作,提高學生的應用技術開發能力。華測導航開發研制了衛星導航實驗室必備設備,設計了衛星導航實驗室建設方案,為推動我國北斗教育的發展提供基礎平臺,培養北斗導航領域專業人才。
      華測導航,北斗導航科研創新型實驗室方案
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      系統組成

      科研實驗室可分為原理教學與實踐應用兩部分:
      1、科學研究部分
      北斗衛星導航研發創新實驗室由衛星信號轉發系統、衛星導航信號模擬系統、北斗衛星導航接收機研發平臺、北斗衛星導航接收機、高精度GNSS/INS組合導航等設備組成。用戶可根據實際需求配置不同功能的實驗室。

      2、實踐應用部分

      配備了國內主流產品及最新的前沿產品,包括北斗高精度板卡、北斗高精度定位測向接收機、高精度GNSS/INS組合導航接收機等。通過對這些產品的實際操作使用,學生可以在最短時間內了解并學會使用北斗領域的最新產品,迅速提高實踐操作水平。


      華測導航,北斗導航科研創新型實驗室方案拓撲圖
      系統特點

      · 實踐性
      北斗衛星導航研發創新實驗室提供的該實驗室為老師和學生提供開放式的試驗環境,使學生在真實設備、真實衛星信號環境下,親自動手進行衛星導航實驗和編程,研發出具有自主知識產權的導航產品。


      · 先進性
      北斗衛星導航研發創新實驗室提供的技術及設備,與當前國際尖端技術同步,并通過軟件升級與硬件擴展保持技術的先進性。為學生畢業后順利進入衛星導航領域,從事衛星導航教學、科研、應用等工作奠定堅實的理論基礎、積累實踐經驗。


      · 共享性
      衛星導航綜合實驗室實現了衛星導航接收機內部核心算法、軟件源程序、原始數據、硬件接口等全方位開放,有效地把信號生成、信號轉發、信號接收、數據處理等功能在不同設備上實現,這些設備既可以獨立工作,又可以互聯互通,實現數據、軟件、硬件的共享。


      · 升級換代能力
      隨著導航技術迅速發展,北斗導航系統要在2020年覆蓋全球,北斗系統新體制信號需代替原有體制信號,北斗衛星導航研發創新實驗室提供的技術及設備具備平滑升級到支持北斗系統新體制信號的能力。


      · 可持續擴展能力
      北斗衛星導航研發創新實驗室采取開放式設計,可以方便的將導航新技術、新方法、新思路納入到實驗室,進而保證研發創新實驗室的先進性及可持續擴展能力。


      · 創新人才培養能力
      北斗衛星導航研發創新實驗與基礎實驗相比,設計性實驗更加注重內容的探索性、方法的多樣性。在畢業設計和課題研究的設計性實驗過程中,學生的獨立思維和個性得到充分發揮,能培養出衛星導航一流的創新人才。





      解決方案

      實驗課程設計

      一、教學及科研目的
      1.理解北斗多模接收機算法實現
      2.掌握和開發北斗多模接收機相關器算法
      3.掌握和開發北斗多模接收機基帶算法
      4.掌握和開發北斗多模接收機導航解算算法
      5.掌握北斗多模芯片和接收機設計方法
      6.掌握組合導航算法及組合導航接收機設計
      7.了解高性能北斗多模導航接收機完好性研究
      8.掌握北斗高精度接收機的核心算法

      二、實驗設置及研究內容
      1.接收機設計開發實驗
      (1)軟件接收機設計
      利用中頻信號采樣器采集的中頻信號,在PC機上通過軟件方法實現信號搜索、載波剝離、碼剝離、導航電文提取,進而設計出軟件接收機。
      (2)北斗多模接收機相關器算法
      利用中頻信號采樣器提供的Matlab軟件源程序,實現相關器算法研究。
      (3)北斗多模接收機基帶及導航解算算法
      利用北斗多模接收機研發平臺提供的接收機內部基帶處理部分和導航解算源代碼,可直接下載到內置接收機板卡上進行驗證??梢酝ㄟ^修改現有程序或編寫全新的程序來改進和驗證GNSS接收機各方面的指標和功能;例如,相關接收數據、C/A碼相位數據、載波Doppler頻移數據、實時衛星信號搜索程序、信號確認程序、信號微調和跟蹤程序、實時衛星導航數據解碼程序、衛星軌道計算程序、誤差計算和消除程序、接收機位置速度時間解算程序、NMEA-0183數據生成程序、數學運算程序等。


      2.高精度定位算法設計實驗
      利用北斗高精度定位算法研發平臺,用戶可進行北斗RTK高精度定位算法的研究和測試。該平臺支持北斗、GPS、GLONASS等多系統衛星參與的RTD、RTK高精度定位算法研究,內置接收機定位精度可達到厘米級。


      3.北斗多模接收機測試實驗內容
      利用多星座衛星導航模擬器,精確測試北斗高精度接收機的各項性能指標,例如定位精度(靜態、動態)、啟動時間(冷啟動、溫啟動、熱啟動)、測速精度、授時精度、信號搜索和跟蹤靈敏度、多徑抑制能力、接收機通道能力等。


      4.組合導航算法設計實驗
      利用北斗組合導航原理實驗平臺進行組合導航定位算法的研究和測試。該平臺支持衛星導航、慣性導航原始觀測量的采集及回放功能,從而讓研究人員能夠在實驗室內完成緊耦合、松耦合組合導航算法的測試驗證等工作。


      5.GNSS/INS組合導航系統研究與應用
      利用北斗多模接收機輸出數據與慣性導航系統的慣性測量信息進行組合處理,改善捕獲、跟蹤和再捕獲的能力,應用于各類載體的精密導航測向、定位、測姿、授時等實驗。


      三、應用領域

      衛星導航技術涉及的領域非常廣泛,在高等院校所涉及專業大致如下:測繪技術,物聯網工程、無人機、人工智能、智慧城市,航天航空工程、航海技術、電子信息工程,自動化,交通運輸與物流,地理科學,空間技術應用等。

      華測導航,北斗導航科研創新型實驗室方案,北斗實驗室應用領域


      四、成功案例

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