基于北斗二代系统的车用多媒体导航仪的实现

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【摘要】本文介绍了一种基于北斗二代系统的车用多媒体导航仪的实现方案。该导航仪以北斗卫星导航模块和中央处理模块为核心，为车主提供了实时的高精度三维定位、三维测速、精确授时、友好的人机界面、实时语音提醒等功能，在此基础上对导航仪的定位性能进行了测试，并给出了实验结果。

【关键词】卫星导航；北斗二代；定位；测速；导航仪

一.引言

近年来，卫星导航产业与北斗系统的发展得到高度重视。政府出台了一系列政策支持，促进北斗的应用，在这样的背景下，车载北斗导航仪市场潜力非常巨大。

二.北斗系统简介

北斗卫星导航定位系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，缩写为BDS，与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统兼容共用的全球卫星导航系统，并称全球四大卫星导航系统。

北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧盟“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

三.北斗多媒体导航系统架构

整个北斗导航系统控制核心由核心处理模块与主板MCU组成，其中TF卡接口，USB接口，卫星导航模块，WIFI蓝牙模块这些与操作系统相关部件的控制由核心处理模块完成，其它如视频解码模块，触摸屏控制模块，收音机，DVD，音频处理模块，电源等底层部件的控制由主板MCU完成。

系统所采用的导航软件是基于WINCE6.0系统开发的，有着高性能地图引擎，强大导航功能和大量的图形UI。系统控制核心采用i.MX6 SMART DEVICE SYSTEM。i.MX6集成四个ARM Cortex-A9内核，每个内核的运行速率可以达到1.2GHz，Cortex-A9 NEON媒体处理引擎（MPE）提供了Cortex-A9 FPU所具有的性能和功能，以及加速媒体和信号处理功能的ARM NEON SIMD指令集。ARM Mali? 图形处理单元及Cortex-A9处理器的组合，使SoC合作高度整合。保证系统高速，稳定，并拥有优越的低功耗特性。

但由于操作系统有着较长的启动时间，倒车、收音机等部件需要迅速响应，因此系统底层部件应用由单片机FUJITSU MCU MB96F613R 协调控制，保证系统底层部件快速反应。

视频解码模块应用TW8825视频解码芯片负责解码DVD，外接数字电视，外接倒车影像和核心模块导航视频信号共四路视频源，显示在数字液晶屏上。

音频处理模块负责处理DVD，外接数字电视，收音机和核心模块导航音频信号共四路音频源，送出给车身喇叭。

四.北斗导航仪定位原理及显示的实现

北斗定位显示主要由四部分构成：射频处理，数字基带处理，核心控制，信息显示。

射频处理部分：导航系统应用北斗民用通道BD-2 B1：1561.098 MHz。接收通道通过BD2-GT51SHU-405北斗天线将接收到的射频信号经过RF匹配、锯齿滤波、放大、下变频后转换为基带信号，并经过模数转换后给基带提供数字基带信号。

数字基带处理部分：导航系统采用北斗/GPS多频精密导航基带芯片 HwaNavChip-1，可快速捕获北斗系统B1和B3频点的精密测距码和北斗/GPS卫星的普通测距码，具有较快的捕获速度、极高的动态跟踪范围和测量精度。数字基带信号进入基带处理器后，通过相关器，FFT和匹配滤波器，完成卫星导航信号的捕获、跟踪以及定位解算等处理。处理后的数据通过标准串口输出NMEA0183格式的导航数据到核心处理模块。

核心控制及信息显示部分：核心处理模块接收到前端的导航数据后，结合核心处理模块操作系统中导航软件处理成高清的人机界面视频源，传送给视频解码模块解码在液晶数字屏上显示出详尽的3D导航路况，同时由导航软件根据路况和导航信息，通过核心处理模块传送导航语音信号到音频处理模块，为车主提供实时的音频信息。车主可通过触摸操控把控制信息传送到核心处理模块，完成对整个导航系统的操控。

五.北斗导航仪定位性能测试

目前导航系统在市场上已经成熟应用，北斗导航仪是否可以在其中与其它同类导航产品竞争，关键因素就是北斗导航仪的定位性能。

以下针对北斗导航仪的定位性能及关键性能指标做了系统的测试与分析。

测试环境： 天线置于楼顶，处于开阔天空，周围无遮挡

测试结果表明北斗导航仪的定位性能已经完全满足车载市场的要求，导航定位已经可以不再完全依赖美国GPS，为国家的安全性，车主的便利，贡献一份力量。

参考文献

[1]窦长江.北斗导航卫星应用产业化研究[J].全球定位系统，2006，31（5）：46―48.

[2]吕伟，朱建军.北斗卫星导航系统发展综述[J].科技资讯，2007（3）.

[3]朱伟强，黄培康，张朝.利用互模糊度函数联合估计的双星高精度定位技术.系统工程与电子技术，2006，28（9）：1294-1298.