基于GNSS载体的姿态测量系统设计(3)
第五章是实验验证部分，在硬件和软件设计好的基础上进行试验来验证整个系统的实用性，对试验结果进行详细深入的分析，给出一些影响测量精度的因素。
最后是结论部分，对整个系统的性能进行了一个总结，指出其预期功能的实现情况以及所存在的不足，对系统以后的改进做出展望。
2 系统总体设计
2.1 GPS测姿原理
2.1.1 大地坐标与地心坐标的变换
由于本课题所用的GPS模块所采集到的信息是由大地经纬度坐标（纬度，经度）来表示的，所以我们处理数据的时候首先应该将其化为地心直角坐标系X、Y、Z表示。其中，以地心作为大地直角坐标系的远点；Z轴为极轴，向北为正；X轴穿过本初子午线和赤道的交点；Y轴穿过赤道与东经90°的交点 。如图2.1所示。
图2.1 大地坐标系
虚线部分为子午圈。
假设地球为一个球体，半径为r，约等于6370.8560km。读取的纬度为φ，经度为λ，则：
（2.1）
（2.2）
（2.3）
2.1.2 双天线GPS测姿原理
双天线分别测出接收机1、2的经纬度信息，将其用公式（2.1）、（2.2）、（2.3）换算成直角坐标，分别为 、 。则其差值向量为 ，即基线矢量，通过公式（2.4）、（2.5）即可解算出设备的方位角α和纵摇角β。从而得到载体的姿态信息。
（2.4）
（2.5）
2.2 系统总体设计
整个系统按功能来可以大致分为三个模块：数据采集模块，数据处理模块和数据输出模块。数据采集模块主要包括两个ublox公司的NEO-6T GPS芯片，和两个GPS天线，通过串口和处理器连接，用于读取GPS模块的经纬度。数据处理模块的核心是ST公司的STM32F103RCT6单片机，主要用来对前端采集到的数据进行处理，根据测姿原理进行坐标变换，最终得到载体与直角坐标系三个平面的角度。数据输出模块选用CH340T USB转串口芯片，实现程序的下载与单片机和PC机的通信，输出所需要的数据
上一篇：伺服平台的测控系统设计
下一篇：暖气散热片高速修边机设计