GPS信号中断时惯导芯片的位置信息感知系统设计

GPS信号中断时惯导芯片的位置信息感知系统设计

GPS信号中断时惯导芯片的位置信息感知系统设计
引言

当今社会，GPS卫星定位系统早已广泛应用于人们的社会生活中，如交通工具导航、个人
定位服务等。但在某些情况下，由于物体遮蔽、散射等原因，我们无法实时接收到GPS卫
星信号(比如列车进入隧道)。所以有必要研究在GPS信息缺失的情况下，如何通过一定的
算法产生模拟GPS信息，从而实现全天候的无缝位置感知。这在某些对位置信息敏感的场
合中就显得非常急迫和重要。

1 惯导芯片简介

ADIS16003是ADI公司的一款低成本、低功耗，具有SPI接口的双轴加速度计，属MEMS传感
器件。它可以测量动态和静态加速度并以数字量输出，测量范围最小可以达到±1．7
g，同时还集成了温度传感器，可用于惯性导航、振动检测和稳定性测试等场合中。

SPI是串行外围设备接口，是Motorola公司首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。目前
已广泛应用在EEPROM、Flash、实时时钟、A／D转换器以及数字信号处理器和数字信号解
码器之间，是一种高速的全双工同步通信总线。SPI通信只需要4根线，分别为SDI(数据
输入)、SDO(数据输出)、SCK(时钟)和CS(片选)。通信是通过数据交换的方式完成的。S
PI接口使用串行通信协议，由SCK提供时钟脉冲，SDI、SDO则基于此脉冲完成数据传输。
数据输出通过SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被
读取，完成一位数据传输。数据输入也使用同样的原理。
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ADIS16003的SPI接口通信时序及控制寄存器配置如图1、图2所示。其中，常用控制字为
00000100和00001100，分别表示以正常模式采集X轴和Y轴双轴轴向加速度。

2 系统工作原理及主要控制信号说明

本文研究了如何在移动端GPS信息缺失的情况下，使用SPI协议建