城公共安全应急平台三维可视化系统的研究与实现.PPT

欢迎各位评委、同学莅 临 指 导 GPS仿真研究 答辩人：郭程方 导 师：任 超 主要内容 第1章 引言 第2章 仿真的发展及MATLAB 在GPS仿真中的应用 第3章 GPS仿真模型生成 第4章 GPS仿真应用 第5章 结论及展望 第1章 引言 研究背景及意义 国内外研究现状及发展趋势 研究的目的和方法 本文研究主要内容 1.1 研究背景及意义（1） 研究背景 二十世纪以后，随着人类科学技术水平的提高和各种探险活动的日益频繁，人们已不在满足于GPS的粗略定位，而是在精确定位、精确导航、建立高精度的全国性的大地测量控制网、建立陆地海洋大地测量基准、监测地球板块运动状态和地壳形变、测定航空航天摄影瞬间的相机位置等多方面对GPS都提出了更高的要求。 1.1研究背景及意义（2） 研究意义 但是在国防和战争中却有这种情形，比如导弹轨道的精确定位、鱼雷的实时位置测量等，这些都需要测量来进行精确定位。那么如何保证这些精度就成了广大科研人员要急切考虑和解决的事情。仿真技术的出现很好的解决了这些问题 。 1.2国内外研究现状及发展趋势 现状及发展趋势 仿真技术不仅在航空、航天、航海、原子能、电力等领域进一步提高了应用水平，而且逐步发展到应用于社会、经济、交通、生态系统等各个领域，已成为高科技产品从论证、设计、生产试验、训练到更新等全生命周期各个领域不可缺少的技术手段，为研究和解决复杂系统乃至巨系统问题提供了有效的工具。仿真技术的普及使它正走向大众，走向人们的生活。 1.3 研究目的和方法（1） 研究目的 使用GPS软件接收机进行信号处理的思想使用户在算法处理和软件升级等方面具有更大的灵活性，可应用于下一代任何全球导航卫星定位系统(GNSS)和空基增强系统(SBAS)仿真系统的设计 。 1.3 研究目的和方法（1） 研究方法 本文主要利用MATLAB编译的卫星可见性预报程序来实现GPS的多种观测状态下的模拟和仿真。 第2章 仿真的发展及MATLAB在GPS仿真中的应用 仿真的发展 GPS定位技术的发展 MATLAB在GPS仿真中的应用 2.1 仿真的发展（1） 仿真技术经过半个多世纪的发展，从研究简单系统到现在已经成为人们研究复杂系统的有力工具，大致经历了三个阶段。 1)发展阶段：二次大战末期，火炮控制与飞行控制动力学系统的研究促进了仿真技术的发展 。 2)成熟阶段：在军事需求推动下，70年代中期，相继出现了一些从事仿真设备和仿真系统生产的专业化公司。使仿真技术达到了产业化阶段。这标志着仿真技术进入了成熟阶段 2.1 仿真的发展（2） 3)高级阶段：20世纪80年代初以美国国防高级研究计划局和美国陆军共同制定和执行的研究计划和美国三军建立先进的半实物仿真试验室为标志，标志着仿真技术发展到了一个新的高级阶段。 2.2 GPS定位技术的发展 城市公共安全应急平台的主要功能 GPS系统的发展经历了以下几个阶段：1978年2月22日，第一颗GPS试验卫星发射成功，标志着工程研制阶段的开始；1989年2月14日，第一颗GPS工作卫星发射成功，GPS系统开始正式投入应用；1994年3月10日发射了第28颗工作卫星，标志着GPS系统的正式建成。 2.3 MATLAB在GPS仿真中的应用 仿真GPS连续信号 仿真GPS离散信号 仿真GPS通信 2.3三维可视化系统中各模块功能设计 三维场景漫游 查询分析 三维场景布置 场景灯光配置 仿真GPS连续信号 在MATLAB中，数字信号用矩阵表示 ，一个列向量表示一个有限长序列，即一维信号；一个n*m矩阵表示m个通道信号，即多维信号。在连续信号系统中，方波可以用相应的基波及奇次谐波合成，这也是将其展成正弦级数的出发点。 %为绘制三维曲面，需要将各次波行数据储存为一个三维数组，需要重新定义y。本例求至15次谐波。 i=0:0.031:3.14; y=zeros(10,max(size(i))); x=zeros(size(i)); for j=1:2:15 x=x+sin(j*i)/j; y((j+1)/2,:)=x; end pause plot(y(1:9,:)) %将各个波形叠合绘出，并设置暂停 mesh(y) pause clc 仿真GPS离散信号 对于GPS离散信号x（i），i取整数代表时间的离散时刻，实际x（i）为离散时间信号，它是一个数字的序列，可以表述为： 其中x( n)表示在n=0处的取样。在MATLAB中可以用向量x(n)表示一个有限长度的序列，用n包含采样位置信息。当不需要采样位置信息时，即序列从n=1