基于DSP-FPGA的組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、由于科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，航行器對導(dǎo)航要求越來越高，單一的形式的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足導(dǎo)航的要求。組合導(dǎo)航系統(tǒng)就是通過特定的方法將兩種或者兩種以上的導(dǎo)航方式組合起來使用，使他們優(yōu)勢互補以獲得更好的導(dǎo)航性能。這樣的導(dǎo)航方式已經(jīng)成為導(dǎo)航領(lǐng)域主要的發(fā)展方向。本文將捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(SINS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)組合起來，通過位置、速度組合方式和卡爾曼濾波算法完成組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合，得到高精度的導(dǎo)航信息。并提出基于DSP和FPGA的組合導(dǎo)航計算

2、機設(shè)計方案來完成導(dǎo)航的解算和信息輸出。
　　本文先對SINS和GPS兩種導(dǎo)航方式進行分析，確定兩者的組合方式采用速度、位置的組合，給出卡爾曼濾波算法的系統(tǒng)量測方程和狀態(tài)方程。論文根據(jù)SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的要求，提出基于DSP/FPGA的組合導(dǎo)航計算機硬件平臺的總體設(shè)計方案。方案中用Altera公司的EP3C10E144A7型FPGA芯片完成導(dǎo)航信號的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)緩沖以及外圍擴展模塊的通信；用TI公司的TMS320C672

3、6型芯片作為處理器完成捷聯(lián)算法的解算和卡爾曼濾波。這樣安排能夠充分發(fā)揮DSP的運算能力，提高數(shù)據(jù)處理效率。
　　本文著重研究了DSP/FPGA硬件平臺的電路實現(xiàn)和FPGA數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)。同時，詳細的介紹了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)仿真，設(shè)計了IMU數(shù)據(jù)發(fā)生器算法，在此基礎(chǔ)上進行了捷聯(lián)算法、初始對準算法和組合導(dǎo)航算法的仿真，并對結(jié)果進行了分析。
　　最后對組合導(dǎo)航系統(tǒng)進行實驗。先分別對加速度計和陀螺進行標定；再用標定好的IMU進行靜