文档介绍：摘要无陀螺捷联惯导系统避开了因陀螺动态范围小而引起的一系列难题,其缺点是计算量大。在惯导系统中的应用山饩稣飧瞿烟狻1疚闹饕Q芯基于奈尥勇萁萘9叩枷低车氖迪帧本文首先介绍了诮萘5己较低持杏τ玫谋匾P院脱芯肯肿矗鹗了系统的总体方案设计及芯片的选型过程,并对数字信号处理器的结构和特点作了概述。本文重点介绍了无陀螺捷联惯导系统软硬件的设计。捎琓桓咚貲,支持双精度浮点运算。硬件设计包括电源模块、时钟模块、电源监测复位模块、系统的数据采集模块、外部存储器接口模块及与机通信模块,同时介绍了的设计。软件设计部分包括各模块的编程和无陀螺导航算法的编程。本文详细介绍了印制板的布局与布线的过程及遵守的原则,重点介绍了硬件电路的信号完整性原理,并提出了提高无陀螺捷联惯导系统信号完整性的具体措施。本文最后介绍了程序的二据处理器,实现了系统所要求的基本功能,提高了系统的集成度和运算速度,减小了体积,降低了成本,提高整个系统的性能价格比,使无陀螺捷联惯导系统能在实际工程中得以应用。无陀螺捷联惯导;籆挥布缏飞杓疲恍藕磐暾次装载和代码的固化。到目前为止,由作为无陀螺捷联惯导系统的核心数关键词:哈尔滨搜妒宦畚
.勰:籇;:;琤琻哈尔滨丁程人学硕十学位论文甌噶鵨部瑆,,.甋甌甌,,,甌仃,痝
第滦髀选题的意义将载体从起始点引导到目的地的技术或方法称之为导航。为完成导航任务,需要确定载体位置、速度,航向、姿态等实时运动状态信息。引导飞行载体按预定航线航行的整套设备ǚ尚性靥迳虾偷孛嫔系纳璞称之为导航系统。随着应用范围的不同,有航空导航、航海导航、陆地导航等区分。惯性导航系统恰俊景品治F教ㄊ降己陀螺捷联惯导系统,以下简称褪枪咝栽<挥眉铀俣燃疲挥猛勇莸墓叩动态范围小而引起的一系列难题,并且具有成本低、功耗小、反应速度快、可靠性高和寿命长等显著优点,特别适用于角加速度和角速度动态范围大的载体的惯性导航。所以其应用前景非常好,有可能成为捷联惯导系统今后主要的发展方向之一。无陀螺捷联惯导有上述诸多优点,但计算量过大,导航计算机的负担过重,是限制其广泛应用的缺点。幸而计算机技术的飞速发展,解决了计算速度问题,使得无陀螺捷联惯导系统这一缺点得以克服,进而使得无陀螺捷联惯导进入工程实际应用有了可能。有陀螺的捷联惯导的运算就已十分复杂了,而无陀螺捷联惯导需要首先根据载体非质心处的比力信息求得载体的质心处的比力和绕质心的转动角加速度,进而解算出载体质心对地速度和载体绕质心的转动角速度。而对有陀螺的捷联惯导系统来说,质心处的比力和绕质心的角速度是通过安装在质心处的三个加速度计和三个陀螺直接测量得到的,无需进行解算。同时,加速度计的输出存在随机漂移误差,在进行导航计算和捷联式导航两类,捷联导航中又分有陀螺和无陀螺惯导系统两类。所谓无系统。无陀螺捷联惯导系统舍弃了陀螺,只用加速度计,从而避开了因陀螺时就不可避免的出现因积分而造成的随时间积累很快的系统误差,这部分误差占整个系统误差的%左右,这就必须要利用卡尔曼滤波器对误差的积累进行抑制。因此从运算量上看,无陀螺捷联惯导系统的运算量要远远大于有哈尔滨下程大学硕士学位论文
诘己郊扑慊械挠τ陀螺的捷联惯导系统。这就要求导航计算机要有很快的运算速度,以达到惯性导航所要求的实时性,否则只能采用较低阶数的算法或者较低的即时修正频率,这样将会导致较大的算法误差,并以漂移误差的形式体现出来。如果仍然采用盗械韧ㄓ么砥髯魑N尥勇萁萘9叩嫉暮诵拇砥鳎匀是无法满足惯导系统高精度、高实时性的要求。因此要使无陀螺捷联惯导能在工程上得以应用,就必然寻求一种高精度、高速度的数据处理方法。本论文研究由魑:诵氖荽砥鞯奈尥勇萁萘9叩枷低场T械无陀螺捷联惯导系统通常使用通用魑V醒氪砥鳎枰P矶嗤獠可璞福使得硬件实现需要多块电路板相连接,体积和重量都比较大,同时存在不同程度的资源浪费,成本很高。并且通用型微处理器采用的是冯·诺伊曼结构,乘法是用软件实现,往往需要若干个机器周期才能完成,因此导致处理速度较慢。而酒屑闪四诓縍和却娲⑵鳌⒅苯哟娲⑵鞣梦士刂器和通道等部件,采用哈佛结构和流水技术,芯片中都设置了硬件乘法器和焕嗟闹噶睿梢栽诘ジ鲋噶钪芷谀谕瓿沙朔ú僮鳎沟么硭俣却笪提高,具有速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小及可靠性高等优点,满足了对信号快速、精确、实时处理及控制的要求。因此现采用酒替原来的微处理器作为核心处理器,设计和实现系统,以提高系统的集成度,低尘哂幸陨纤龅暮芏嘤诺悖丫诘己郊扑慊械玫接τ茫前用于导航的基于牡己郊扑慊饕S迷诤娇铡⒑教斓己较低持校渲校大多数还处在实验室研究阶段。用于导航解算的低持饕S迷诮萘9叩系统组合导航疓校谖尥勇萁萘V械挠τ媒龃τ诶砺劢段。在目前的捷联惯导系统中,基于牡己郊扑慊饕S幸韵铝街钟τ鞔邮浇襞汉系己郊扑慊蟆T谡庵窒低持胁捎昧薉芯片加单片机的主从式双