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基于STM32的高速列车组合导航系统的研究

刘长龙  
【摘要】:随着高速铁的飞速发展,铁路整体装备技术水平得到了显著提高。高速列车组合导航技术已成为列车运行自动控制系统的关键技术之一,高速列车测速定位的精度和可靠性直接影响列车的行车安全和运行效率。因此对高速列车组合导航技术进行了研究,对于推动高速铁路技术的发展具有重大的意义。 本文首先介绍了“高速列车组合导航系统定位”这一课题的相关技术知识,主要包括卫星定位导航技术、系统整体框架结构。,基于组合导航进行数学建模并对其进行matlab仿真,验证了其算法的可行性。系统硬件部分以STM32的高速列车组合导航装置设计为主要内容,其中GPS模块采用u-blox公司的LEA-5H模块和ADI公司三轴惯性组合模块ADIS16355,采用意法半导体公司的基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器,制作了组合导航接收板以及相应的采集控制终端。给出系统总体的设计,详细阐述了终端设备设计过程与方法。从系统功能和系统软硬件出发,通过分析比较选择性价比较高、可实现的应用方案。并对所选用芯片和模块做了详细介绍。然后在基于系统结构框架结构,对系统的软硬件部分进行设计,系统的联合调试等多方面进行了阐述。 本系统硬件设计分为两部分:第一部分GPS接收板是以u-blox公司模块及相应的外围电路相结合来实现的,第二部分GPS数据存储、显示、处理部分的设计,对STM32处理器、2.8寸TFT触摸屏、SD卡及相应的串口设计做了相应的介绍。本系统软件部分模块程序初始化,GPS数据接收存储和处理,TFT触摸屏初始化和显示程序的设计并在基于MapX控件在Visual C++6.0开发环境下开发了高速列车GIS系统,并实现了部分功能。 最后文中描述了系统软硬件的调试过程以及其中所遇到的问题,并通过细致认真的修改完善,成功实现了短时间的组合定位系统,并对此提出了下一步课题发展方向,为以后的工作研究提出了新的课题。


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