研发创新实验室方案

北斗导航研发创新实验室方案




1、实验室建设的必要性

伴随着北斗计划的实施,我国的卫星导航事业面临着新的机遇和挑战。目前市场由目前以美国的GPS系统,俄罗斯的GLONASS系统为主,逐步过渡到与中国的北斗系统、Galileo系统四者互补的定位系统,将成为趋势。因此,尽快开发出具有自主知识产权的卫星导航接收机设备,形成我国独立的卫星导航产业,是十分必要的。

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。北京北斗教仪科技有限公司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。

2实验内容

2.1教学及科研目的

l理解北斗多模接收机算法实现

l掌握和开发北斗多模接收机相关器算法

l掌握和开发北斗多模接收机基带算法

l掌握和开发北斗多模接收机导航解算算法

l掌握北斗多模芯片和接收机设计方法

l掌握组合导航算法及组合导航接收机设计

l了解高性能北斗多模导航接收机完好性研究

l掌握北斗高精度接收机的核心算法

l掌握北斗RDSS通信产品设计及开发

2.2实验设置及研究内容

2.2.1接收机设计开发实验

l软件接收机设计

通过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。

l北斗多模接收机相关器算法

通过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。

l北斗多模接收机基带及导航解算算法

通过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、NMEA0183数据生成程序、数学运算程序等。

2.2.2组合导航算法设计实验

通过iN5620北斗组合导航接收机研发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。

2.2.3高精度定位算法设计实验

通过iN5920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。

2.2.4北斗多模接收机测试实验内容

通过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。

2.2.5北斗短报文通讯实验

通过北斗RNSS/RDSS模块,可实现RDSS有源定位、短报文通信和RNSS导航定位等功能,开放通讯协议,可开展基于北斗通信的应用集成实验。

2.2.6GNSS/INS组合导航系统研究与应用

通过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。

3、实验室结构及效果图

北斗多模卫星导航研发创新实验室由卫星信号转发器、多星座卫星导航模拟器、导航信号采集回放一体机、中频信号采样器、北斗多模卫星导航接收机研发平台、北斗组合导航接收机研发平台、北斗高精度定位算法研发平台、北斗物联网综合实训平台、北斗自动驾驶综合实训平台、GNSS/INS紧密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。

北斗卫星导航研发创新实验室效果图如下:

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