主頁（http://www.by236.com）：一種基于雙天線的北斗定位系統設計與實現(3)

3 系統工作流程

3.1 系統總體工作流程

系統采用DSP+ARM雙核結構，DSP與ARM各司其職。在系統上電后，DSP、ARM芯片完成上電復位，DSP通過USART接收北斗定位模塊的定位信息，在不失星的情況下進行北斗雙天線定位算法計算。而DSP在進行北斗雙天線定位算法計算后，通過串口將計算后的北斗定位信息發送給ARM芯片。若處于失星的情況下，進行UKF算法軌跡預測，并將得到的預測結果通過串口發送給ARM芯片，ARM芯片接收到北斗定位信息后，通過FSMC總線將定位信息更新到TFT液晶屏上，如圖5所示。

圖5 系統程序流程圖

3.2 軌跡預測算法設計

系統采用無跡卡爾曼濾波(UKF)做為失星情況下的軌跡預測算法。無跡卡爾曼濾波(UKF)是一種基于最小方差估計準則的非線性狀態估計器，其以非線性最優高斯濾波器作為基本理論框架。UKF采用UT變換技術，即采用確定的樣本點(Sigma點)來完成狀態變量統計特性沿時間的傳播，改進了擴展卡爾曼濾波(EKF)不能求解雅可比矩陣以及泰勒級數線性化只具有一階的低精度問題，其逼近精度可達二階或二階以上。U KF算法實現過程如下

Step1

 （1）

式中，x為未失星前時刻北斗雙天線定位所得定位經、緯度信息;px是x的協方差;n表示系統狀態維數;北斗應用中n取值為2;λ是微調參數，其可控制樣本點到均值的距離。

step2 根據系統狀態方程求樣本點傳遞值

 (2)

Step3 求系統定位誤差均值和方差的一步預測

 (3)

Step4 根據系統量測方程求取定位誤差狀態一步預測的傳遞值

 (4)

Step5 獲得定位誤差均值和協方差

 (5)

式中，pzz是定位誤差的量測方差矩陣；pxz是定位誤差狀態向量與定位誤差量測向量的協方差矩陣。

Step6 計算UKF增益，更新定位誤差狀態向量和方差

(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮)