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捷联导航计算机的数据采集系统设计

更新时间：2020-02-10 20:39:52 大小：4M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：数据采集单片机可编程逻辑阵列器件 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

惯导系统中的捷联惯性导航系统以自身低成本、高可靠性和低功耗等特点正在诸多领域取代平台系统,现已成为惯性导航系统的一大发展方向,然而传统的捷联惯导系统虽然精度高,但是成本和功耗也很高,难于在民用领域推广,而民用领域对低成本、低功耗的捷联导航系统需求越来越大。为适应微小型捷联导航系统对导航性能的需求,推动基于FPGA的SOPC技术在民用导航领域的工程应用,本文采用主从式结构,设计出一种基于单片机和可编程逻辑阵列器件(FPGA)的导航计算机系统,满足了整体系统体积小、功耗低、实时性强等特点。

  本课题重点研究了捷联导航系统的硬件的实现,采用MEMS惯性传感器作为捷联导航系统的核心敏感器件,根据MEMS惯性器件测量的原始数据,结合捷联导航系统的具体要求,设计数据采集电路及后续的导航解算硬件模块,并在此基础上重点研究了双CPU间通信的方法。

  论文所做的主要工作:

  1.首先,本文阐述了惯性导航等与课题相关的背景知识,接着进一步介绍了捷联式惯性导航系统的基本原理,紧跟着概述了MEMS惯性敏感器件的发展概况,然后说明了导航计算机技术的发展过程,最后论述了课题研究的意义及论文的主要工作。

  2.介绍了在捷联惯导系统中的核心处理器——导航计算机,其主要任务有:

  一,采集陀螺仪、加速度计、GPS等传感器信号;

  二,进行导航解算与数据更新;

  三,输出各类导航信息到控制及显示模块。

  然后主要论述捷联导航系统的基本知识及工作原理,例如一部分地球参数,六种常用坐标系,坐标转换,惯导系统的基本方程,载体的姿态方程等。本次课题中没有涉及到GPS模块,重点是对捷联导航进行介绍和分析。

  3.接下来本文给出了捷联导航系统的总体设计方案。导航计算机应该保证有足够的精度和运算速度,因此可知导航计算机不仅要有较好的运算能力,还应具备较好的控制能力。首先FPGA在片内硬件实现了某些算法,使得并行处理数据能力大幅提高。因而在系统的实时性和运算能力上得到了很好的改善,本文正是基于这种思想,提出了基于单片机和FPGA组合的导航计算机设计方案。然后本文阐述了捷联惯导系统的总体规划,紧接着详细给出了MEMS惯性器件的误差模型和一些主要的性能指标,最后介绍了实现捷联惯导计算机的...

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