组合导航系统的计算程序代码
低精度IMU与GPS组合导航系统研究
3、导航数据融合效果有待进一步提高。
3、算法优化：针对卡尔曼滤波算法复杂度较高的问题，采用高效数值计算方 法，优化算法性能，提高实时性。
ห้องสมุดไป่ตู้
3、算法优化：针对卡尔曼滤波 算法复杂度较高的问题
3、算法优化：针对卡尔曼滤波算法复杂度较高的问题，采用高效数 值计算方法，优化算法性能，提高实时性。
1、GPS和IMU数据采集与同步：采用分频复用技术，实现GPS和IMU数据的同 步采集；
3、算法优化：针对卡尔曼滤波算法复杂度较高的问题，采用高效数 值计算方法，优化算法性能，提高实时性。
2、数据预处理：对原始数据进行滤波和平滑处理，以提高数据质量； 3、状态估计：采用扩展卡尔曼滤波算法，估计系统的状态变量和协方差；
3、算法优化：针对卡尔曼滤波算法复杂度较高的问题，采用高效数 值计算方法，优化算法性能，提高实时性。
2、GPS和捷联惯导组合导航系统具有互补性，可以实现优势互补， 提高导航系统的性能。
然而，本研究仍存在一些不足之处。首先，对于GPS和捷联惯导组合导航系统 的具体实现方法，尚未进行详细探讨。未来研究可以进一步深入研究系统的硬件 实现方法、软件算法等具体技术细节。其次，虽然本次演示对GPS和捷联惯导组 合导航系统的应用进行了简要介绍，但尚未对其在各领域的应用进行深入研究。 未来可以对不同领域的应用场景进行详细分析，为实际应用提供更有针对性的指 导。
4、实现卡尔曼滤波算法：根据预处理后的数据和状态估计结果，实现卡尔曼 滤波算法，进行数据融合；
3、算法优化：针对卡尔曼滤波算法复杂度较高的问题，采用高效数 值计算方法，优化算法性能，提高实时性。
5、系统调试与优化：对系统进行实际环境下的调试与优化，确保系统的稳定 性和性能。
Python语言下的智能车载导航系统设计与实现
Python语言下的智能车载导航系统设计与实现随着科技的不断发展，智能车载导航系统已经成为现代汽车的标配之一。
而Python作为一种功能强大且易于学习的编程语言，被广泛应用于各种领域，包括车载导航系统的设计与实现。
本文将介绍如何利用Python语言来开发智能车载导航系统，包括系统架构设计、地图数据处理、路径规划算法、实时导航功能等方面。
1. 系统架构设计智能车载导航系统的核心功能包括地图显示、路径规划、实时导航等。
在Python语言下，可以采用模块化的设计思路来构建系统架构。
主要模块包括地图模块、导航模块、用户界面模块等。
地图模块负责地图数据的加载和显示，导航模块实现路径规划算法和实时导航功能，用户界面模块提供友好的交互界面。
2. 地图数据处理在智能车载导航系统中，地图数据是至关重要的。
Python语言提供了丰富的库和工具来处理各种类型的地图数据，包括矢量地图、栅格地图等。
可以利用开源地图数据或者商业地图数据来构建系统所需的地图数据库，并通过Python程序进行读取和解析。
3. 路径规划算法路径规划是智能车载导航系统中的核心功能之一。
常用的路径规划算法包括Dijkstra算法、A*算法、最短路径树算法等。
在Python语言下，可以借助第三方库如NetworkX来实现这些算法，并结合地图数据进行路径规划。
4. 实时导航功能实时导航是智能车载导航系统中用户最为关注的功能之一。
通过GPS定位和传感器数据，可以实现车辆位置的实时更新，并结合路径规划算法提供实时导航指引。
Python语言提供了丰富的库和工具来处理实时数据流，可以轻松实现实时导航功能。
5. 用户界面设计用户界面是智能车载导航系统中用户与系统交互的窗口。
在Python语言下，可以利用Tkinter、PyQt等GUI库来设计用户界面，包括地图显示、路径规划结果展示、语音提示等功能。
通过简洁直观的用户界面，提升用户体验。
6. 总结通过本文对Python语言下智能车载导航系统设计与实现的介绍，我们了解到了系统架构设计、地图数据处理、路径规划算法、实时导航功能以及用户界面设计等方面的重要内容。
KY-INS112 组合导航系统 使用说明书
KY-INS112组合导航系统使用说明书北京北斗星通导航技术股份有限公司导航产品事业部目录1.概述 (1)2.功能及指标 (1)2.1主要功能 (1)2.2性能指标 (1)3.工作原理 (3)3.1.产品组成 (3)3.2.基本原理 (3)4.使用说明 (4)4.1外形尺寸 (4)4.2电气接口 (5)5.系统导航工作流程 (8)5.1.组合导航流程 (8)5.2.纯惯性导航流程 (8)6.产品配置 (9)6.1.设备接口功能 (9)6.2.配置查询 (10)6.3.波特率配置 (10)6.4.协议及更新率配置 (10)6.5.初始值配置 (12)6.6.功能模块配置 (12)6.7.“零速修正”配置 (12)6.8.“位置输出平滑”配置 (13)6.9.载体类型配置 (13)6.10.GNSS天线杆臂配置 (14)6.11.输出杆臂设置 (15)6.12.安装角设置 (15)6.13.输出角设置 (16)6.14.强制转惯性导航 (16)6.15.系统复位 (17)7.输出语句解析格式 (17)7.1.可输出的协议类型 (17)8.存储数据导出 (22)9.系统维护 (24)9.1.固件升级 (24)9.2.参数上传 (24)10.注意事项 (25)11.附录 (25)11.1.卫星接收机COM2输出配置 (25)11.2.差分配置说明 (26)11.2.1.差分基准站设置 (27)11.2.2.差分通讯链路设置 (27)11.2.3.差分移动站设置 (28)11.3.32位CRC校验计算方法 (28)1. 概述KY-INS112组合导航系统由MEMS传感器及高端GNSS 接收机板卡（NovAtel-718D ）组成，通过多传感器融合及导航解算算法实现。
该产品可靠性高，环境适应性强。
通过匹配不同的软件，产品可广泛应用于无人机、无人车、测绘、船用罗经、稳定平台、水下运载器等领域。
2. 功能及指标2.1主要功能组合导航系统能够利用GNSS 接收机接收到的卫星导航信息进行组合导航，输出载体的俯仰、横滚、航向、位置、速度、时间等信息；失去信号后输出惯性解算的位置、速度和航姿信息，短时间内具备一定的导航精度保持功能。
多卫星导航系统组合定位解算
测控 遥感 与 导航 定 位
多卫 星导 航 系统 组 合 定位 解 算
车 斐
（ 中国 电子科 技集 团公 司第 ５ ４研 究所 ， 河北 石 家庄 ０ ０ ８ ） ５０ １
摘 要 主要 研 究 由 Ｇ Ｓ Ｇ ｌｅ Ｐ 、ａｌ ｉｏ和北 斗 等 多 个卫 星 导航 系 统 互 相 辅 助 ， 现 组 合 定 位解 算 。 由于 各 独 立 卫 星 导 航 定 位 实
和连 续 性 。
关 键 词 北 斗双 星 定 位 系 统 ；Ｐ ； 合 定 位 算法 ； 位精 度 ＧＳ组 定 中图 分 类 号 Ｔ ９７ １ Ｎ６． 文献 标 识 码 Ａ 文 章编 号 １０ —３０ （０７０ —０３ ０ ０ ３ １６ ２０ ）３ ０４— ２
Ｉ ｔ ｇ ａ ｅ ｓｔｏ ｉ ｇ Ａｌ ｏ ｉｈ ｉ ｇ Ｍ ｕ ｔｐ ｅ ｔ ｌ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔ ｄ Ｐｏ ｉｉ ｎ ｎ ｇ ｒｔ ｍ Ｕｓｎ ｌｉ ｌ ａ ｅｌ ｅ ｉ Ｎａ ｉ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｏ ｉ ｏ ｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ｖ ｇ ｔｏ ｎ ｓｔ ｎ ｇ Ｓ ｓｅ ｉｉ
Ｃ ｅ ＨＥ Ｆ ｉ
（ ｈ ４ｈ Ｒ ｓ ｒ ｓｔ ｅｏ Ｅ Ｃ， ｈ ｉ ｈ ａｇ Ｈ ｂ ５ ０ １ Ｃ ｉ ） Ｔｅ５ ｔ ｅ ａ ｈＩ ｔ ｔ ｆＣ Ｔ Ｓ ｉ ｚｕ ｎ ｅｅ ０ ０ ８ ， ｈｎ ｅ ｃ ｎｉ ｕ ｊ ａ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｓｐ ｐ ｒｆｃ ｓ ｓｏ ｈ ｎ ｅ ｒｔｄ ｐ ｓｔｏ ｎ ｌｏｉｈ ｕ ｉｇ ＧＰ Ｇａｉｅ ｎ ｓｒ ｃ ｈｉ ａ ｅ ｏ ｕｅ ｎ ｔｅ ｉｔｇ ａｅ ｏ ｉｉｎｉｇ ａｇ ｒｔｍ ｓｎ Ｓ， ｌ ｏ ａ ｄ ＢＤ 一 １ ａｅｌｔ ｏ ｉｏ ｉｇ ｓ ｓｅ ， ｌ ｓｔｌｉ ｐ ｓｔ ｎｎ ｙ ｔｍｓ ｗｈｉｈ ｅ ｉ ｃ
GPS与惯导系统的组合导航技术
谢谢观看
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GPS/INS
INS:
INS 不仅能够提供载体位置、速度参数,还能提 供载体的三维姿态参数,是完全自主的导航方式,在 航空、航天、航海和陆地等几乎所有领域中都得 到了广泛应用。但是,INS 难以克服的缺点是其导航 定位误差随时间累加,难以长时间独立工作。
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GPS/INS
GPS/INS组合:
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紧耦合和松耦合
优点:
1.组合结构简单，便于工程实现，便于实现容错 2.两个系统能够独立工作，使得导航系统有一定的 余度
缺点:
1. GPS 输出的位置、速度通常是与时间相关的； 2.INS 和 GPS 信息流动是单向的，INS 无法辅GPS。
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GPS/INS
紧耦合:
紧耦合模式是指利用 GPS 接收机的的原始信息来和惯 导系统组合，原始信息一般是指伪距、伪距率、载波 相位等。
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分类:
基于卡尔曼组合数据的融合方法
按照组合中滤波器的设置来分类，可以分成： 集中式的卡尔曼滤波 分布式的卡尔曼滤波 按照对系统校正方法的不同，分为: 开环校正(输出校正) 闭环校正(反馈矫正) 按照组合水平的深度不同，分为： 松耦合 紧耦合 根据卡尔曼滤波器所估计的状态不同，卡尔曼 滤波在组合导航中的应用有: 直接法 间接法
目录
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紧耦合和松耦合
基于卡尔曼滤波的组合方式:
利用卡尔曼滤波器设计 GPS/INS 组合导航系统的方法 多种多样按照组合水平的深度不同，分为： 松耦合 紧耦合
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紧耦合和松耦合
松耦合:
松耦合模式是指直接利用 GPS 接收机输出的定位信 息与 INS 组合，它是一种 低水平的组合。位置、速 度组合是其典型代表，它 采用 GPS 和 INS 输出的位 置和速度信息的差值作为 量测值。
组合导航算法设计
INS/GPS组合导航算法设计1 引言目前单一导航系统难以满足实际要求，把两种或多种导航系统组合起来，应用最优估计理论，形成最优组合导航系统，使组合后的导航系统在精度和可靠性都有所提高。
本课题研究飞行器GPS/INS组合导航算法，通过对飞行器INS/GPS 组合导航算法设计，以VC++6.0为平台组建INS/GPS组合导航仿真系统，对组合导航算法进行实现。
并对飞行器的飞行状态进行仿真，仿真前预先设定飞行器的飞行参数（包括平飞、加速、减速、上升、下降、转弯等飞行动作以及每个动作开始结束的时间），通过设计的组合导航仿真系统得到飞行器的位置、速度、姿态角信息。
并通过MATLAB对INS/GPS组合导航解算出来的数据与预先设定的实际飞行数据进行比较分析。
惯性导航系统的优点是：（1）自主性强，它可以不依赖任何外界系统得支持，单独进行导航。
（2）不受环境、载体运动和无线电干扰的影响，可连续输出包括基准在内的全部导航参数，实时导航数据更新率高。
（3）具备很好的短期精度和稳定性。
其主要缺点是导航定位误差随时间增长，难以长时间的独立工作。
全球定位系统是一种高精度的全球三维实时导航的卫星导航系统，其导航定位的全球性、高精度、误差不随实践积累的优点，但是GPS系统也存在一些不足之处，主要是：GPS接收机的工作受飞行机动影响，当载体的机动超过GPS接收机的动态范围时，GPS接收机会失锁，从而不能工作，或者动态误差过大，超过允许值，不能使用。
且GPS接收机的更新频率较低（1HZ），难以满足实时控制的要求。
抗干扰能力差。
此外GPS导航受制于人。
因此GPS系统一般作为理想的辅助导航设备使用。
GPS/惯性组合导航，克服了各自的缺点，取长补短，可以构成一个比较理想的导航系统，GPS/惯性组合导航可以大大降低导航系统的成本。
随着MEMS技术的发展，惯导成本的降低都是组合导航系统发展的优势所在。
我们用组合导航算法将惯性导航单元的信息和GPS的信息进行综合，来补偿惯性元件的误差，修正速度、姿态信号，从而构成一个精度适中、结构紧凑、成本低廉的导航系统。
C语言实现导航功能
C语⾔实现导航功能本⽂实例为⼤家分享了C语⾔实现导航功能的具体代码，供⼤家参考，具体内容如下#include<stdio.h>#include<string.h>#define NUM 25#define INFINITY 32767#define False 0#define True 1typedef struct{int number;//顶点的编号const char *sight;//顶点的信息} VertexType;//顶点的类型typedef struct{VertexType vex[NUM];//存放顶点信息int arcs[NUM][NUM];//邻接矩阵数组int vexnum;//顶点个数}MGraph;MGraph G;/**由传⼊的节点个数创建图**/void GreateMGraph(int v){G.vexnum=v;//传⼊节点个数for(int i=1;i<G.vexnum;i++){G.vex[i].number=i;}//配置顶点编号/**编辑顶点信息**/G.vex[0].sight="各景点名字";G.vex[1].sight="⼤门⼝";G.vex[2].sight="⾏政办公楼";G.vex[3].sight="北区教室实训中⼼";G.vex[4].sight="⼀号教学楼";G.vex[5].sight="⼆号教学楼";G.vex[6].sight="实验楼";G.vex[7].sight="三号教学楼";G.vex[8].sight="图书馆";G.vex[9].sight="开⽔房";G.vex[10].sight="超市";G.vex[11].sight="榴馨苑";G.vex[12].sight="洗浴中⼼";G.vex[13].sight="骊秀苑";G.vex[14].sight="综合楼";G.vex[15].sight="游泳池";G.vex[16].sight="主⽥径场";G.vex[17].sight="综合⽂体馆";/**先将所有顶点之间的距离设置为INFINITY**/for(int i=1;i<=G.vexnum;i++){for(int j=1;j<=G.vexnum;j++){G.arcs[i][j]=INFINITY;}}/**设置各顶点之间的距离**/G.arcs[1][2]=G.arcs[2][1]=255;G.arcs[1][4]=G.arcs[4][1]=501;G.arcs[1][5]=G.arcs[5][1]=535;G.arcs[1][6]=G.arcs[6][1]=705;G.arcs[1][7]=G.arcs[7][1]=722;G.arcs[1][8]=G.arcs[8][1]=790;G.arcs[2][3]=G.arcs[3][2]=530;G.arcs[2][4]=G.arcs[4][2]=450;G.arcs[2][5]=G.arcs[5][2]=484;G.arcs[2][6]=G.arcs[6][2]=654;G.arcs[2][7]=G.arcs[7][2]=663;G.arcs[2][8]=G.arcs[8][2]=748;G.arcs[3][8]=G.arcs[8][3]=1054;G.arcs[3][17]=G.arcs[17][3]=713;G.arcs[4][5]=G.arcs[5][4]=436;G.arcs[4][6]=G.arcs[6][4]=158;G.arcs[4][7]=G.arcs[7][4]=527;G.arcs[4][8]=G.arcs[8][4]=534;G.arcs[5][6]=G.arcs[6][5]=688;G.arcs[5][7]=G.arcs[7][5]=561;G.arcs[5][8]=G.arcs[8][5]=603;G.arcs[6][7]=G.arcs[7][6]=428;G.arcs[6][8]=G.arcs[8][6]=329;G.arcs[6][9]=G.arcs[9][6]=547;G.arcs[7][8]=G.arcs[8][7]=254;G.arcs[8][11]=G.arcs[11][8]=421;G.arcs[8][17]=G.arcs[17][8]=879;G.arcs[9][10]=G.arcs[10][9]=178;G.arcs[10][11]=G.arcs[11][10]=213;G.arcs[10][12]=G.arcs[12][10]=114;G.arcs[12][13]=G.arcs[13][12]=415;G.arcs[13][14]=G.arcs[14][13]=104;G.arcs[13][16]=G.arcs[16][13]=427;G.arcs[13][15]=G.arcs[15][13]=576;G.arcs[14][17]=G.arcs[17][14]=688;G.arcs[15][16]=G.arcs[16][15]=213;G.arcs[16][17]=G.arcs[17][16]=214;}/**展⽰校园地图**/void Map(){printf("\n\n\n");printf(" **************************河南财经政法⼤学*******************************"); printf("\n\n\n");printf(" ------------------------15游泳池 \n");printf(" | | \n");printf(" | | \n");printf(" 12洗浴中⼼----------------13骊绣苑---------------------16主⽥径场 \n");printf(" | | | \n");printf(" 10超市----11榴馨苑 14综合楼 | \n");printf(" | | |----------------------17综合⽂体馆 \n");printf(" 9开⽔房 | | \n");printf(" | ------------8图书馆--------------------------| \n");printf(" | | | \n");printf(" |-------------6实验楼------|--------7三号教学楼 | \n");printf(" | | | | \n");printf(" | | | | \n");printf(" 4⼀号教学楼------|--------5⼆号教学楼 | \n");printf(" | | \n");printf(" | | \n");printf(" |---2⾏政楼---------------3北区 \n");printf(" | \n");printf(" | \n");printf(" 1⼤门⼝ \n");}/**介绍校园各景点概况**/void Info(int sight_num,char data[][200]){if(sight_num==1)puts(data[1]);if(sight_num==2)puts(data[2]);if(sight_num==3)puts(data[3]);if(sight_num==4)puts(data[4]);if(sight_num==5)puts(data[5]);if(sight_num==6)puts(data[6]);if(sight_num==7)puts(data[7]);if(sight_num==8)puts(data[8]);if(sight_num==9)puts(data[9]);if(sight_num==10)puts(data[10]);if(sight_num==11)puts(data[11]);if(sight_num==12)puts(data[12]);if(sight_num==13)puts(data[13]);if(sight_num==14)puts(data[14]);if(sight_num==15)puts(data[15]);if(sight_num==16)puts(data[16]);if(sight_num==17)puts(data[17]);if(sight_num==18)puts(data[18]);if(sight_num==19)puts(data[19]);if(sight_num==20)puts(data[20]);if(sight_num==21)puts(data[21]);if(sight_num==22)puts(data[22]);if(sight_num==23)puts(data[23]);if(sight_num==24)puts(data[24]);if(sight_num==25)puts(data[25]);}/**开始菜单**/int Menu(){int c;Map();printf("\t\t欢迎使⽤河南财经政法⼤学导航图系统\n");printf("\t\t 1.查询地点路径 \n");printf("\t\t 2.地点信息简介 \n");printf("\t\t 3.退出 \n");printf(" **************************河南财经政法⼤学*******************************\n");printf("请输⼊您的选择：");scanf("%d",&c);return c;}/**地图的导航功能**//**输出任意两点之间的最短路径**/void guide_Dispath_two(MGraph g,int dist[],int path[],int S[],int v,int i)//v为起点，i为终点 {int apath[NUM],d=0; //存放⼀条最短的路径以及顶点个数（路径中终点为⾸） int j,k; //k⽤来存放终点的前⾯的节点if(S[i]==1 && i!=v){printf("从顶点%d到顶点%d的路径长度为：%d\t路径为：",v,i,dist[i]);apath[d]=i; //把终点放在数组中的⾸位k=path[i];if(k==-1)printf("⽆路径");/**利⽤循环将最短路径中的各节点存⼊apath数组**/else{while(k!=v){d++;apath[d]=k;k=path[k];}}d++; apath[d]=v; //将起点添加进去printf("%d",apath[d]); //输出起点for(j=d-1;j>=0;j--){printf("->%d",apath[j]); //循环输出最短路径中的各节点}}}//以编号为v的顶点为起点,w为终点void guide_Dijkstra(MGraph g,int v,int w){int dist[NUM],path[NUM];int S[NUM]; //S[i]=1表⽰顶点i在S中，S[i]=0表⽰顶点i在U中int MINdis,i,j,u;for(i=1;i<=g.vexnum;i++){dist[i]=g.arcs[v][i]; //距离初始化（距顶点v的距离）S[i]=0; //S[]置空if(g.arcs[v][i]<INFINITY) //路径初始化path[i]=v; //顶点v到顶点i有边时，置顶点i的前⼀个顶点为顶点velsepath[i]=-1; //顶点v到顶点i没边时，置顶点i的前⼀个顶点为-1}S[v]=1;path[v]=0; //源点编号v放⼊S中for(i=1;i<=g.vexnum-1;i++) //循环直到所有顶点的最短路径都求出{MINdis=INFINITY; //MINdis置最⼤长度初值for(j=1;j<=g.vexnum;j++) //选取不在S中（即U中）且具有最⼩最短路径长度的顶点u {if(S[j]==0 && dist[j]<MINdis){u=j;MINdis=dist[j];}}S[u]=1; //顶点u加⼊S中for(j=1;j<=g.vexnum;j++) //修改不在S中（即U中）的顶点的最短路径{if(S[j]==0)if(g.arcs[u][j]<INFINITY && dist[u]+g.arcs[u][j]<dist[j]){dist[j]=dist[u]+g.arcs[u][j];path[j]=u;}}}guide_Dispath_two(g,dist,path,S,v,w); //输出最短路径}/**将⽂件中的景点信息载⼊数组**/void load_sight_data(char data[][200],MGraph g)FILE *fp;int i;if((fp=fopen("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\sight_data.txt","r"))==NULL){printf("File can't open");return;}for(i=1;i<=g.vexnum;i++){fgets(data[i],200,fp);}fclose(fp);}/**修改景点信息**/void change_sight_data(char user_change_data[200],MGraph g){FILE *fin,*ftp;int i;fin=fopen("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\sight_data.txt","r");//读打开原⽂件ftp=fopen("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\temp.txt","w");//写打开临时⽂件if(fin==NULL || ftp==NULL){printf("打开⽂件失败");return;}for(i=1;i<=g.vexnum;i++){char change_data[200];fgets(change_data,200,fin);if(change_data[0]==user_change_data[0] && change_data[1]==user_change_data[1]){fputs(user_change_data,ftp);//⽽⽤fputs直接将user_change_data直接写⼊⽂件没有换⾏符，需要添加换⾏符 fprintf(ftp,"\n");}else{fputs(change_data,ftp);//在使⽤fgets函数得到change_data数组时换⾏符会被保存，此处不需要加换⾏符}}fclose(fin);fclose(ftp);remove("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\sight_data.txt");rename("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\temp.txt","C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\sight_data.txt");}/**增添景点到⽂件内**/void add_sight_data(char change_data[200],MGraph g){FILE *fp;if((fp=fopen("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\sight_data.txt","a"))==NULL){printf("File can't open");return;}fprintf(fp,"\n");fputs(change_data,fp);fprintf(fp,"\n");rewind(fp);fclose(fp);}/**修改密码，保存到密码⽂件中**/void change_password(char password[30]){FILE *fp;fp=fopen("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\password_temp.txt","w");if(fp==NULL){printf("打开⽂件失败");return;}fputs(password,fp);fclose(fp);remove("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\password.txt");rename("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\password_temp.txt","C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\password.txt"); }/**将密码装进密码数组中**/void load_password(char password[30]){FILE *fp;if((fp=fopen("C:\\Users\\admin\\Desktop\\导航\\password.txt","r"))==NULL){printf("File can't open");return;}fgets(password,30,fp);fclose(fp);}int admin_Menu(){int c;printf("**************管理系统****************\n");printf("\t\t欢迎使⽤管理员操作系统\n");printf("1.修改登录密码\n");printf("2.添加新景点\n");printf("3.修改景点信息\n");printf("4.新建景点路径\n");printf("5.退出\n");printf("**************************************\n");printf("请输⼊您的选择：");scanf("%d",&c);return c;}int main(){GreateMGraph(17);char sight_data[NUM][200];char password[30];int choice;int Menu_choice;int start,end;do{printf("欢迎使⽤河南财经政法⼤学导航系统\n");printf("请问您的⾝份是：1.管理员 2.游客 3.退出\n");scanf("%d",&choice);if(choice==2){do{Menu_choice=Menu();if(Menu_choice==1){printf("请输⼊您现在的位置：");scanf("%d",&start);printf("\n");printf("请输⼊您想要到达的位置：");scanf("%d",&end);guide_Dijkstra(G,start,end);}if(Menu_choice==2){int sight_num;load_sight_data(sight_data,G);printf("请输⼊您要查询的景点编号：");scanf("%d",&sight_num);Info(sight_num,sight_data);}if(Menu_choice==3){break;}}while(1);}if(choice==1){getchar();load_password(password);char user_input_psw[30];printf("请输⼊管理员登录密码：");gets(user_input_psw);if(strcmp(password,user_input_psw)==0){printf("密码正确！\n");int admin_choice;do{admin_choice=admin_Menu();if(admin_choice==1){getchar();char user_change_psw[30];printf("请输⼊新的密码：\n");gets(user_change_psw);change_password(user_change_psw);load_password(password);printf("密码修改成功！\n");}if(admin_choice==2){getchar();char uadd_sight_data[200];printf("请输⼊您要添加的景点以及该景点信息：\n"); gets(uadd_sight_data);add_sight_data(uadd_sight_data,G);load_sight_data(sight_data,G);G.vexnum++;char *p;p=strtok(uadd_sight_data," ");p=strtok(NULL," ");G.vex[G.vexnum].number=G.vexnum;G.vex[G.vexnum].sight=p;printf("添加成功！\n");}if(admin_choice==3){getchar();char user_sight_data[200];printf("请输⼊您要修改的景点信息：\n");gets(user_sight_data);change_sight_data(user_sight_data,G);load_sight_data(sight_data,G);printf("修改成功！\n");}if(admin_choice==4){int new_start,new_end;int length;printf("请输⼊您想要在哪两点之间添加路线：\n"); printf("起点：");scanf("%d",&new_start);printf("\n");printf("终点：");scanf("%d",&new_end);printf("请输⼊两顶点之间的距离：\n");scanf("%d",&length);printf("\n");G.arcs[new_start][new_end]=G.arcs[new_end][new_start]=length;printf("路线添加成功！\n");}if(admin_choice==5){break;}}while(1);}if(strcmp(password,user_input_psw)!=0){printf("密码错误! \n");}}if(choice==3){break;}}while(1);return 0;}password.txt⽂件⽤来存放密码sight_data.txt⽂件⽤来存放景点信息：1 ⼤门⼝出⼊学校的必经之路2 ⾏政办公楼学校最⽓派的建筑之⼀3 北区⾦⼯实训中⼼，还有⼏排具有历史沧桑感的教室4 ⼀号教学楼主要有⼩教室，⽤来上英语课和专业课5 ⼆号教学楼主要⽤来上专业课，五六楼有语⾳室6 实验楼学⽣上各种实验课的地点7 三号教学楼有⼤教室，⼀般安排⽤来上基础课8 图书馆学校为同学们提供学习和⾃习的地⽅，也是学校的藏书最多的地⽅9 开⽔房学校唯⼀⼀个为同学提供热⽔的地点10 超市学校唯⼀⼀个中型超市，在这⾥可以买到各种⽣活⽤品11 榴馨苑环境较好的学⽣⾷堂，这⾥因为离⼥⽣公寓较近，所以这个⾷堂⼥⽣较多12 洗浴中⼼环境还⾏就是规模太⼩，每天都是供不应求13 骊秀苑主要经营⾯⾷。
C语言在智能车载导航系统中的优化与实现
C语言在智能车载导航系统中的优化与实现智能车载导航系统是现代汽车领域中的重要组成部分，它通过结合地图数据和实时交通信息，为驾驶员提供最佳的行车路线规划和导航指引。
在智能车载导航系统的开发过程中，C语言作为一种高效、灵活的编程语言，扮演着至关重要的角色。
本文将探讨C语言在智能车载导航系统中的优化与实现。
1. 智能车载导航系统的基本原理智能车载导航系统主要由地图数据处理模块、路线规划模块、导航指引模块等组成。
其中，地图数据处理模块负责加载和解析地图数据，路线规划模块根据起点和终点位置计算最佳行车路线，导航指引模块则向驾驶员提供语音提示和地图显示。
2. C语言在智能车载导航系统中的优势C语言作为一种底层编程语言，具有高效、灵活、可移植等特点，非常适合用于开发智能车载导航系统。
其优势主要体现在以下几个方面：性能优越：C语言编写的程序执行效率高，可以更快速地处理大规模地图数据和复杂算法。
直接操作硬件：C语言可以直接操作硬件资源，与底层设备进行交互，保证系统的稳定性和可靠性。
丰富的库支持：C语言拥有丰富的标准库和第三方库，可以方便地实现各种功能模块。
跨平台性：C语言编写的程序具有较好的跨平台性，可以在不同硬件平台上运行。
3. C语言在智能车载导航系统中的应用3.1 地图数据处理在智能车载导航系统中，地图数据处理是一个关键环节。
C语言可以通过文件操作函数读取地图数据文件，并进行解析和存储。
同时，利用C语言的数据结构和算法知识，可以高效地构建地图索引结构，加快路线规划的速度。
3.2 路线规划算法路线规划是智能车载导航系统中的核心功能之一。
C语言可以实现各种路线规划算法，如Dijkstra算法、A*算法等。
通过合理选择算法和优化代码逻辑，可以提高路线规划的准确性和效率。
3.3 导航指引功能导航指引功能需要实时响应驾驶员的操作，并提供准确的导航信息。
借助C语言多线程编程技术，可以实现多任务并发处理，保证导航指引功能的及时性和流畅性。
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组合导航系统的计算程序代码function yy=ukf_IMUgps()%function ukf_IMUgps()% UKF在IMU/GPS组合导航系统中应用%% 以IMU中的位置、速度、姿态误差角、陀螺漂移常值为状态量；% 以GPS中的位置、速度为观测量。
%% 7,July 2008.clc% Initialise stateglobal we RN RM g fl deta wg Tt wt d ww v u W Rbl Ta wad=0; %验证循环次数%地球自转角速度we(rad/s):we=7.292115e-5;g=9.81; %地球重力加速度（m/s^2）a=6.378137e+6; %地球长半轴e2=0.; %地球第一偏心率的平方%姿态角初始值（r,p,y）zitai=(pi/180).*[0 2.0282 196.9087];%姿态误差角fai=(pi/180).*[1/36 1/36 5/36]; %(100'',100'',500'')r=zitai(1)+fai(1);p=zitai(2)+fai(2);y=zitai(3)+fai(3);%当地坐标系（l）相对于载体坐标系（b）的转换矩阵：Rbl(在e,n,u坐标系下）Rbl=[cos(r)*cos(y)-sin(r)*sin(y)*sin(p) -sin(y)*cos(p) cos(y)*sin(r)+sin(y)*sin(p)*cos(r) cos(r)*sin(y)+sin(r)*cos(y)*sin(p) cos(y)*cos(p) sin(y)*sin(r)-cos(y)*sin(p)*cos(r) -cos(p)*sin(r) sin(p) cos(p)*cos(r)];%由转换矩阵Rbl计算四元数的初始值Q0=[q1,q2,q3,q4]'=[0.5*sqrt(1+Rbl(1,1)+Rbl(2,2)+Rbl(3,3))0.25*(Rbl(3,2)-Rbl(2,3))/(0.5*sqrt(1+Rbl(1,1)+Rbl(2,2)+Rbl(3,3)))0.25*(Rbl(1,3)-Rbl(3,1))/(0.5*sqrt(1+Rbl(1,1)+Rbl(2,2)+Rbl(3,3)))0.25*(Rbl(2,1)-Rbl(1,2))/(0.5*sqrt(1+Rbl(1,1)+Rbl(2,2)+Rbl(3,3)))];%IMU系统给出的初始值：速度（ve,vn,vu），位置（l,m,h）＝（经度，纬度,高度），姿态误差角fai(e,n,u)vIMU=[-21.775011 -71.631027 3.10094];point_IMU=[0. 0. 3122.826];T=1; %UKF滤波的采样周期（s）%陀螺常值漂移初始值tuo(e,n,u)(单位：。
/s）tuo=[0 0 0];%陀螺一阶相关时间Tt(s)Tt=[60 60 60];%加速度计常值漂移初始值jiasu(e,n,u)(单位：m/s^2）jiasu=[0 0 0];%加速度计一阶反相关时间Ta(s)Ta=[60 60 60];%IMU系统的状态向量Xx=[vIMU point_IMU fai tuo jiasu]';%观测量噪声V的斜方差矩阵R=[];%GPS系统的量测值Z(vn,ve,vd,m,l,h)[z Rz]=gps_tiqushuju;%Vk的噪声序列方差为：RkRz=(Rz./T);%陀螺常值漂移wt(e,n,u)wt=(pi/180).*[1/(3600) 1/(3600) 1/(3600)]; % 1 (。
/h)%陀螺常值漂移误差wtt(e,n,u)wtt=(pi/180).*[0.08/(3600) 0.08/(3600) 0.08/(3600)]; % 0.08 (。
/h)%加速度计常值漂移wa(e,n,u)wa=[2e-6 2e-6 2e-6]; % 200μg (2e-6 m/s^2)%加速度计常值漂移误差waa(e,n,u)waa=[2e-6 2e-6 2e-6]./4; % 50μg (0.5e-6 m/s^2)%姿态误差角噪声wgwg=wt;%状态向量X的斜方差矩阵P = eye(length(x))*eps; % note: for stability, P should never be quite zero%速度误差：（0.1m/s) 位置误差：水平（1m),高度（5m)u=[0.1 0.1 0.1 0. 0. 2 wg wtt waa]';%IMU系统在载体坐标系下的比力值输出值fbfb=[];%IMU系统中陀螺输出量wib=[]; %为载体坐标系（b）相对于惯性坐标系（i）的角速度向量[f w]=IMU_tiqushuju; %IMU系统输出的比力值和角速度%%%%%%%%%通过GPS观测值计算得到的姿态角zitaijiao_gps=xlsread('D:\myfile\UKF\kalmanfilter_MATLAB\germany_ukf\原始数据\');%%%------------------------------------------------------------%% 循环开始：for 1:noutx=[];outp=[];detajiao=zeros(3,1);NN =1000;for i=1:NNoutx=[outx;x'];outp=[outp;diag(P)'];%大地子午圈曲率半径：RMRM=a*(1-e2)/(1-e2*(sin(x(5)))^2)^(2/3);%地球卯酉圈的曲率半径：RNRN=a/sqrt(1-e2*(sin(x(5)))^2);%当地坐标系下的比力值fl%IMU系统在载体坐标系下的比力值输出值fb转换到当地坐标系（l）下flfb=f(i,:)';%fl=Rbl*(fb+[x(13) x(14) x(15)]'); %初始对准，比力值加上加速度计的测量偏差fl=Rbl*fb;%计算IMU的速度、位置输出减去GPS相应的输出值：deta(ve,vn,l,h)zd=z(i,:)';deta=x([1 2 5 6],:)-zd([1 2 5 6],:);%观测值zz,及观测噪声Rzz=z(i+1,:)';v=Rz(i+1,:)';%zitai_v=[0.001 0.0266 0.9664]'; %GPS观测值姿态角的误差zitai_v=[0.00001 7.0983e-004 0.0006]'; %GPS观测值姿态角的误差v=[v;zitai_v];R=diag(v.^2);%%通过GPS观测值，计算得到roll=0 ，pitch=atan(ve/vn)，yaw=asin(h12/s12) ，将姿态误差角加入观测量中进行滤波计算zz=[zz;detajiao];%%%%GPS计算得到的姿态角z_zitai=zitaijiao_gps(i+1,:);%%IMU系统的力学编排方程和姿态误差方程离散化之后的截断误差：ve=x(1);vn=x(2);vu=x(3);l=x(4);m=x(5);h=x(6);faie=x(7);fain=x(8);faiu=x(9);tuo1=x(10);tuo2=x (11);tuo3=x(12);fl1=fl(1);fl2=fl(2);fl3=fl(3);deta1=deta(1); deta2=deta(2); deta3=deta(3); deta4=deta(4);wg1=wg(1);wg2=wg(2);wg3=wg(3);jiasu1=x(13);jiasu2=x(14);jiasu3=x(15);Ta1=Ta(1);Ta2=Ta(2);Ta3=Ta(3);wa1=wa(1);wt2=wa(2) ;wt3=wa(3);Q=diag((u).^2);% predict[x,P] = predict(x, P,u, Q, T);% update[x,P] = update(x, P, zz, R);%%xx=x;x=xx(1:15,1);u=xx(16:30,1);%u(1)=u(1)+x(13);%u(2)=u(2)+x(14);%u(3)=u(3)+x(15);%u(7)=x(10);%u(8)=x(11);%u(9)=x(12);PP=P;P=PP(1:15,1:15);%利用四元数Q计算转换矩阵Rbl%首先计算在当地坐标系（l）下的角速度向量wbl%地固坐标系（e）相对于当地坐标系（l）的转换矩阵：Rel=Rle'%Rel=[-sin(x(4)) cos(x(4)) 0% -sin(x(5))*cos(x(4)) -sin(x(5))*sin(x(4)) cos(x(5))% cos(x(5))*cos(x(4)) cos(x(5))*sin(x(4)) sin(x(5))];wie=[0 0 we]'; %wie 为地球自转角速度向量%%%%%%%omiga12=[];for k=0:1wib=w(i+k,:)'+T.*[x(10) x(11) x(12)]'; %初始对准，角速度加上陀螺漂移wiel=[0 we*cos(x(5)) we*sin(x(5))]';%wiel=Rel*wie;well=[-x(2)/(RM+x(6)) x(1)/(RN+x(6)) x(1)*tan(x(5))/(RN+x(6))]';will=wiel+well;wlb=wib-Rbl'*will;%四元数的更新%计算反对称矩阵omigaomiga=[0 wlb(3) -wlb(2) wlb(1)-wlb(3) 0 wlb(1) wlb(2)wlb(2) -wlb(1) 0 wlb(3)wlb(1) wlb(2) wlb(3) 0];omiga12=[omiga12,omiga];endomiga1=omiga12(1:4,1:4);omiga2=omiga12(1:4,5:8);%采用四阶龙格－库塔法数值积分解Q(K+1)=+(0.5*T.*(omiga1+omiga2)+8^(-1)*T^2.*(omiga1^2+omiga1*omiga2+omiga2^2)+48^(-1)*T^3 .*(omiga1^2*omiga2+omiga1*omiga2^2)+384^(-1)*T^4.*(omiga1^2*omiga2^2))*;%由Q(k+1)可得Rbl(k+1)Rbl=[(1)^2+(2)^2-(3)^2-(4)^2 2*((2)*(3)-(1)*(4)) 2*((2)*(4)+(1)*(3))2*((2)*(3)+(1)*(4)) (1)^2-(2)^2+(3)^2-(4)^2 2*((3)*(4)-(1)*(2))2*((2)*(4)-(1)*(3)) 2*((2)*(1)+(4)*(3)) (1)^2-(2)^2-(3)^2+(4)^2];%由Rbl(k＋1）可得姿态角，（翻滚角r，俯仰角p，航向角y）k+1%实际导航系（p系）相对于理想导航系（n系）存在误差角fai(e,n,u),Cpn为校正矩阵%当方位角为大失准角时Cpn=[cos(x(9)) -sin(x(9)) x(8)*cos(x(9))+x(7)*sin(x(9))sin(x(9)) cos(x(9)) x(8)*sin(x(9))-x(7)*cos(x(9))-x(8) x(7) 1];%%当三个方向的失准角为小角度时Cpnn=[1 -x(9) x(8)x(9) 1 -x(7)-x(8) x(7) 1];if abs(x(9))*180*60/pi < 10 %当姿态误差角（u），即方位角失准角小于10’时的情况；Rbl=Cpnn*Rbl; %小失准角elseRbl=Cpn*Rbl; %大失准角endzitai0=[atan(-Rbl(3,1)/Rbl(3,3))asin(Rbl(3,2))atan(-Rbl(1,2)/Rbl(2,2))];if Rbl(2,2)<0 & zitai0(3)<0zitai0(3)=zitai0(3)+pi;endif Rbl(2,2)<0 & zitai0(3)>0zitai0(3)=zitai0(3)-pi;end% detajiao=zitai0-z_zitai';% detajiao(1)=0;% detajiao=Rbl*detajiao;% if abs(detajiao(2)) < abs(x(8))% x(8)=detajiao(2);% %zitai0(2)=z_zitai(2);% end%if abs(detajiao(3)) < abs(x(9))% x(9)=detajiao(3);%zitai0(3)=z_zitai(3);%endzitai=[zitai;zitai0'];end%将协方差转换成标准差outp=(outp).^(1/2);%将位置误差中的经度和纬度形式转换成当地坐标系（e,n,u)形式for k=1:NN%大地子午圈曲率半径：RMRM=a*(1-e2)/(1-e2*(sin(outx(k,5)))^2)^(2/3);%地球卯酉圈的曲率半径：RNRN=a/sqrt(1-e2*(sin(outx(k,5)))^2);outp(k,4)=(RN+outx(k,6))*cos(outx(k,5))*outp(k,4);outp(k,5)=(RM+outx(k,6))*outp(k,5);end%绘制高度图figureplot(outx(:,6),'r-.');title('UKF计算的高度(germany-data)');figureplot((180/pi)*outx(:,8),'r-');title('UKF姿态误差角pitch（度）(germany-data)'); % 绘制图：水平运动轨迹figureplot(outx(:,4),outx(:,5),'b-');title('UKF Level of Movement(Germany-data)'); xlabel('Longitude（rad）');ylabel('Latitude（rad）');%hold on%gpsweizhi=xlsread('原始数据\');%plot(gpsweizhi(:,4),gpsweizhi(:,5),'r-');%hold off%绘制图；UKF速度误差figuresubplot(3,1,1)plot(outp(:,1),'b-');title('UKF Velocity Error(Germany-data)');ylabel('Ve(m/s)');subplot(3,1,2)plot(outp(:,2),'b-');ylabel('Vn(m/s)');subplot(3,1,3)plot(outp(:,3),'b-');xlabel('t(s）');ylabel('Vu(m/s)');%绘制图；UKF位置误差figuresubplot(3,1,1)plot(100.*outp(:,4),'b-');title('UKF Location Error(Germany-data)'); ylabel('x(cm)');subplot(3,1,2)plot(100.*outp(:,5),'b-');ylabel('y(cm)');subplot(3,1,3)plot(100.*outp(:,6),'b-');xlabel('t(s）');ylabel('z(cm)');%绘制图；UKF姿态角误差figuresubplot(3,1,1)plot(3600*(180/pi)*outp(:,7),'b-');title('UKF Attitude Error(Germany-data)'); ylabel('roll(second)');subplot(3,1,2)plot(3600*(180/pi)*outp(:,8),'b-');ylabel('pitch(second)');subplot(3,1,3)plot(3600*(180/pi)*outp(:,9),'b-');xlabel('t(s）');ylabel('yaw(second)');xlswrite('计算结果\output_x.xls',outx); xlswrite('计算结果\output_p.xls',outp); xlswrite('计算结果\output_',zitai);%%function [x,P] = predict(x, P,u, Q, T)%进行无迹变换P = blkdiag(P,Q);x=[x;u];% Perform unscented transform[x,P] = unscented_transform(@predict_model, [], x, P, T); % notice how the additional parameter 'T' is passed to the model%%%function [y, Y] = unscented_transform(func, dfunc, x,P,varargin):注意其中'dfunc'不知道？P(1:15,1:15)=P(1:15,1:15)+Q;%%function [x,P] = update(x, P, z, R)[x,P] = unscented_update(@observe_model,@observe_residual, x, P, z, R);%function x = predict_model(x, T)global wt Tt Ta wa Rbl%计算预报值% 由于UKF使用的是离散时间非线性模型，% 因此需要对IMU/GPS组合系统模型进行离散化处理；% 这里采用四阶Runge-kuta法以数值积分的形式实现。