文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
以DSP为核心处理器的捷联惯导计算机系统设计
姓名:潘盛会
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:高延滨
20070201
摘要制器一凌阳单片机。另一个就是主要负责数据解算的系统核心处理捷联导航系统因为其自身特殊的优点和性能特点,正在受到越来越多的关注,得到越来越广泛的应用。然而,目前,国内大多捷联式惯性导航系统采用的老式微处理器,例如蛭F骷啥鹊停寤螅拇螅电路结构复杂,无法满足捷联惯导系统对小型化、高精度和实时性的要求。基于这种背景,并根据实际的应用指标,本文提出了基于的捷联导在本论文中,系统的硬件设计方案采用的是双处理器结构。一个是主控器一5テ饕8涸鸢迳系目刂迫挝瘢庋涂梢匀专门从事数据解算,而不会被经常打断,从而大大提高了系统的性能。系统的输入信号是三路加速度计和三路陀螺信号。这六路信号都是缓变的直流电流量,经过前端处理电路之后,由转换器对其转换,再由单片机把转换结果送入到拇娲⒖占洹在数据解算之后,通过串口把解算出来的导航信息上传给上位机。研究表明,基于杓频慕萘5己较低车挠布桨福梢杂行У提高捷联解算系统的运算精度和速度,减小系统的体积、功耗和成本,满足捷联惯导系统对小型化、高精度和实时性的要求。使捷联惯性导航系统具备更好的应用前景。关键词:捷联惯导系统;籇;挥布杓航系统硬件设计。哈尔滨工程大学硕士学位论文
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期:硼年弓月舌遁鎏生哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:日
第滦髀捷联惯性导航系统的概述惯性导航系统是利用惯性敏感器、基准方向及最初的位置信息来确定运载体的方位、位置和速度的自主式航位推算导航系统。它依靠测量载体苫舰船、火箭等旧淼募铀俣群徒撬俣壤醇扑惴尚性靥宓乃彩彼俣取⑽恢茫及飞行载体的航向姿态。所以,组成惯性导航系统的惯性器件都被安装在载体内部,工作时不依靠任何外部信息,也不向外辐射能量,不易受到干扰。因此,惯性导航系统隐蔽性好,自适应性强、工作不受天气条件的限制。这一独特的优点,使其成为一种在航空、航海、航天领域中被广泛使用的主要惯性导航系统通常由惯性测量装置、导航计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪:陀螺仪用来测量载体三个转动角运动;加速度计用来测量载体三个平移运动的加速度。导航计算机根据测得的加速度计、陀螺仪信号计算出载体的速度、位置和姿态数据。控制显示器显示出各种导航数据。按惯性测量器件在载体上的安装方式,可分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统。其各自的特点如下:平台式惯性导航系统是将惯性测量器件安装在实体惯性平台的台体上,惯性平台多采用跟踪地理坐标系作为参考系,即当地水平平台式惯性导航系统。它的特点是台体上两个水平方向加速度计输入轴所构成的基准平面能够始终跟踪载体所在点的水平面眉铀俣燃坪屯勇菀枪钩傻男堇诨芈繁证敲醇铀俣燃凭筒皇苤亓铀俣鹊挠跋臁T谄教ㄊ焦咝缘己较低持校性平台能够隔离载休的角震动,惯性测量仪表工作条件较好,平台能直接建立导航坐标系,计算量小,容易修正和补偿测量仪表的输出,但是结构复杂、成本较高、余度较小、体积大、功耗大、重量大。捷联式惯性导航系统是把惯性元件,即陀螺仅和加速度计直接固定在运载体上,陀螺仪和加速度计分别测量运载体相对惯性空间的三个转动角速度导航方法Ⅲ。哈尔滨工程大学硕士学位论文
蚪和三个线加速度沿运载体坐标系的分量,经过坐标变换,把加速度信息转化为沿导航坐标系的加速度。经过计算,得到运载体的位置、速度、航向和水平姿态等各种导航信息。捷联式惯性导航系统省去了硬件平台,所以结构简单、成本较低、余度较大、可靠性高、精度高、体积小、功耗小、重量小,便于维护。更为重要的是捷联式惯性导航系统比平台式惯性导航系统具有更宽的动态范围,即更大的频率带宽。但是由于陀螺仪和加速度计直接安装在载体上,惯性测量元件的工作条件差,会降低仪表的精度,而且这种系统的加速度计输出是沿载体坐标系的加速度分量,需要经计算机转换为导航坐标系的加速度分量,系统的计算量较大。随着信息技术的发展,特别是现代控制理论的发展,即卡尔曼滤波理论的建立,以及捷联式敏感元件的不断更新,为捷联式惯性导航系统的实际应用提供了理论依据和现实条件。捷联式惯性导航系统己经成为当今世