文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
基于高性能DSP的捷联信息处理硬件平台设计与实现
姓名:龚辉
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:李绪友
20070201
摘要光纤陀螺捷联式惯性导航系统是当前船舶导航系统的一个重要的发展方向。本论文主要研究了高性能浮点诮萘5己较低持械挠τ茫岢隽嘶于构建捷联信息处理硬件平台的新方法。首先,论文在介绍了光纤陀螺和捷联惯性导航系统的基本理论的基础上,给出了光纤陀螺捷联惯性导航系统的组成和平台的整体结构设计。然后,详细讨论了平台的硬件电路设计和底层软件程序设计。硬件电路设计部分主要由馕У缏贰⒐庀送勇菔莶杉缏泛图铀俣燃菩藕挪杉电路等几部分组成,在设计中对陀螺数据接口时序电路进行了重点分析。通过采取电容去耦、地层分割和优化整体布局等措施提高了印刷电路板的电磁兼容性。而在软件程序设计部分中,则在给出了系统控制程序流程之后,详细地阐述了初始化参数读写程序、迪忠觳酱型ㄐ懦绦蚝拖低匙云动程序的设计实现。最后,对平台的硬件参数做了基本的测试,分析了硬件测试和软件调试过程中遇见的几个具有代表性的问题,列出了光纤陀螺捷联系统的静态试验数据,并进行了简要的分析,验证了捷联信息处理硬件平台设计合理,工作本捷联信息处理硬件平台的设计实现,完善了捷联系统的功能,提高了捷联系统的实时性和精度,并具备良好的稳定性和可扩展性。关键词:捷联系统;硬件平台;数据采集稳定可靠。哈尔滨工程大学硕士学位论文
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日期:叼年铝巳礁雌哈尔滨工程大学学位论文原创性声明导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指作者┳:
本之处就在于其导航原理是建立在牛顿力学定律一又称惯性定律——的基第滦髀惯缘己郊际醯姆⒄垢趴惯性导航区别于其它类型导航方案缥尴叩绲己健⑻煳牡己降的根础上的,惯性导航因此得名。惯性导航系统是利用惯性敏感器件、基准方向和最初的位置信息来确定载体的方位,位置和速度的自主式航迹递推导航系统。它完全依靠载体自身的设备进行导航,不与外界发生任何声、光、电、磁的联系,因此它具有自主性、隐蔽性、实时性和全天候等优点,在各种运载体的导航、制导、定位和稳定控制中获得了广泛的应用。根据实现方式的不同,惯性导航系统可以分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统。在平台式惯导系统中,陀螺仪和加速度计安装在稳定平台上,以平台坐标系为基准测量载体的运动参数。捷联式惯性导航系统是把惯性元件,即陀螺仪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。在捷联惯导系统中,用计算机来完成导航平台的功能,以数学平台代替了平台惯导系统中的物理平台。捷联系统没有平台系统复杂的框架结构和框架跟踪陀螺的伺服系统,因而大大简化了系统结构,给系统带来许多优点:①整个系统的体积和成本大大降低;②惯性仪表便于安装、维护和更换;③能够提供更多的导航和制导信息;④惯性仪表便于采用余度配置,提高系统性能和可捷联式惯性导航系统是一种十分先进的惯性导航技术,从世纪年代初开始慢慢发展起来,是近年来惯性技术的一个重要发展方向。在年,捷联惯导系统作为“阿波罗”一号登月飞船的应急备份装置,在其服务舱发生爆炸时将飞船成功地引导到返回地球的轨道上时起到了决定性作用,成为捷联式惯导系统发展中的—个里程碑。由于捷联系统具有的一系列优点,在许多方面正逐步取代平台式惯导系统。有资料报道,美国军用惯导系统靠性。哈尔滨工程大学硕士学位论文
光纤陀螺的台式,至暌延幸话敫奈=萘J剑杲萘J揭颜加ァ光纤陀螺仪是基于效应,敏感角速率和角偏差的一种传感器。#痟提高到现在小于。/的量级,并在航空航天、武器导航、机器人控制、石油钻井及雷达等领域获得了较为广泛的应用。光纤陀螺与机械陀螺相比具有明显的优点沟绱欧洌寤。杀镜汀悴考伲峁辜虻ィ瞧骼喂涛榷ǎ哂薪锨康目钩寤骱涂辜速度运动的能力。藁荡ǘ考淮嬖谀Σ廖侍猓蚨哂薪铣さ氖褂檬倜子诓捎眉晒饴芳际酰藕盼榷ǹ煽俊哂薪峡淼亩段А砺凵暇哂兴彩逼舳目赡堋捎爰铀俣燃埔黄鹗褂茫钩山萘J焦咝缘己较低场在多年的时间里,光纤陀螺的