文档介绍：要摘为适应组合导航计算机系统的微型化、高性能度的要求,拓宽导航计算机的应用领域,本文设计出一种基于浮点型和可编程逻辑阵列器件篍协同合作的导航计算机系统。论文在阐述了组合导航计算机的特点和应用要求后,提出基于的组合导航计算机系统方案。该方案以5己浇馑愦砥鳎完成藕诺牟杉突捍嬉约跋低晨刂菩藕诺恼希籇通过接口实现和通信。在此基础上研究了各扩展通信接口、系统硬件原理图和目7ⅲ以贔惺褂玫饔肐死词迪諪低通滤波数据处理机抖激光陀螺的机抖振动的影响。其次,详细阐述了利用公司的集成开发环境和疊际凳辈僮飨低晨7⒍嗳挝裣低橙砑木咛宸案。本文引入疊凳辈僮飨低程峁┑亩嗳挝窕疲ú杉戆凑功能划分四个相对独立的任务,这些任务在疊牡鞫认拢凑沼没指定的优先级运行,大大提高系统的工作效率。最后给了酒珺的制作方法。导航计算机系统研制开发是软、硬件研究紧密结合的过程。在微型导航计算机系统方案建立的基础上,本文首先讨论了系统硬件整体设计和软件开发流程:其次针对导航计算机系统各个功能模块以及多项关键技术进行了设计与开发工作,涉及系统数据通信模块、模拟信号采集模块和数据存储模块:最后,对导航计算机系统进行了联合调试工作,并对各个模块进行了详细的功能测试与验证,完成了微型导航计算机系统的制作。以疐魑5己郊扑慊布教ǖ慕萘J焦咝缘己绞凳笔菹低能够满足系统所要求的高精度、实时性、稳定性要求,适应了其高性能、低成本、低功耗的发展方向。关键词:激光陀螺;组合导航::籇/哈尔滨工程大学硕士学位论文
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⒄导航是指将载体从起始地引导到目的地的技术或方法,导航所需的最基本导航参数是载体的即时位置、速度和姿态【。随着科学技术的发展,导航定位成为影响国防军事和国民经济的一门尖端科学技术。惯性导航是世纪中期发展起来的完全自主式的导航技术。利用惯性测量组件测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息,具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点,而且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数恢谩线速度、角速度、姿态角怨惴河τ糜诤教臁⒑娇铡⒑胶A煊颍乇鹗军事领域。从惯性导航的工作原理和误差分析可以看出,惯导系统的自主性很强,它可以连续地提供包括姿态基准在内的全部导航参数,并且具有非常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。导航误差积累的速度主要由初始对准的精度、导航系统使用的惯性传感器的误差以及主运载体运动轨迹的动态特性决定,因而长时间独立工作后误差会增加。解决这一问题较好的方法是采用组合导航技术,主要是使用惯性系统外部的某些附加导航信息源,用以改善惯性系统的精度,通过软件技术来提高导航精度。组合导航技术是目前导航技术发展的重要方向。从结构上分,惯导系统有两大类:平台式惯导系统和捷联式惯导系统。捷联式惯导系统的主要特征是用计算机来完成导航平台的功能,就是用捷联陀螺测量的载体角速度计算姿态矩阵,从姿态阵的元素中提取载体的姿态和航向信息,并用姿态阵把加速度计的输出从载体坐标系变换到导航坐标系,然后进行导航计算,过程如图捷联式惯导系统原理示意图。研制高性能的惯性仪表和姿态方位实时计算是捷联式惯导系统的两个主要技术关键。随着高新技术的不断发展,尤其是光电惯性技术和数字计算机哈尔滨工程大学硕士学何论文
,陀螺仪和加速度计的性能不断得到提高,捷联惯性导航系统也得到了广泛地应用与研究。其中,由于激光陀螺具有的众多优良特性,激光陀螺捷联惯导系统具有适合高动态环境、成本低、可靠性好、性能价格比高等特点,在军用、民用方面被广泛应用,是惯导系统发展的主流方向。图捷联式惯导系统原理示意图高新技术的不断发展,尤其是光电惯性技术和数字计算机技术的飞速发展,陀螺仪和加速度计的性能不断得到提高,捷联惯性导航系统也得到了广泛地应用与研究。其中,由于激光陀螺具有的众多优良特性,激光陀螺捷联惯导系统具有适合高动态环境、成本低、可靠性好、性能价格比高等特点,在军用、民用方面被广泛应用,是惯导系统发展的主流方向。激光陀螺是捷联式惯性导航的理想元件,开展惯性技术研究的各国都在激光陀螺惯性系统方面投入了大量的资金和人力,目前己经有众多型号的系统投入使用。应用范围也从最初的航空领域扩展到导弹、火箭、船舶及地面哈尔滨工程大学硕士学位论文;加速度分量’沿载体飞行器坐标系与地理坐标系航位置之问加速度分量计输方向余弦矩阵算速度。显不方向余弦元素修正地理坐标系姿态及方位角角速度分量计算姿态航向卜’计算机平台惯性元件计算机导出■一
导航计算机概述及国内外发展