基于MEMS的捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的研究.pdf

1、近幾年來，DSP技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)應用到許多領(lǐng)域，其特定的硬件結(jié)構(gòu)非常適合于處理大量數(shù)據(jù)的各種算法，具有高效、高速、高精度等優(yōu)點，是當前許多領(lǐng)域中需做算法處理的嵌入式系統(tǒng)的首選器件。 隨著超大規(guī)模集成電路工藝的不斷提高，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片所能實現(xiàn)的功能越來越強大。它具有開發(fā)周期短、成本低、可以反復擦除及編程且容易開發(fā)等優(yōu)點，已成為當代電子設(shè)計技術(shù)發(fā)展的趨勢。 微慣性陀螺儀與加速度計是重要的捷聯(lián)導航設(shè)備，微慣

2、性捷聯(lián)導航系統(tǒng)已經(jīng)成為當前慣性技術(shù)研究的熱點。這種系統(tǒng)體積小，需要實時解算大量數(shù)據(jù)。正是在這種背景下，本文設(shè)計出基于DSP+FPGA微慣性捷聯(lián)嵌入式系統(tǒng)的硬件電路。 論文首先介紹了MEMS慣性傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀以及捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的基本原理，給出了系統(tǒng)設(shè)計的理論基礎(chǔ)，并利用平行軸冗余技術(shù)設(shè)計出基于MEMS的捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)，通過實際調(diào)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定，但精度還有待提高，所以提出了利用斜置軸冗余技術(shù)設(shè)計四軸微慣性測量組合的構(gòu)想。完成了嵌入

3、式系統(tǒng)的硬件和部分軟件的設(shè)計。最后對微慣性陀螺儀和加速度計進行了數(shù)據(jù)采集試驗。微慣性測量組合的設(shè)計和硬件系統(tǒng)的構(gòu)建是本文的重點。系統(tǒng)的硬件平臺主要由單DSP+單FPGA構(gòu)架而成，DSP專注于捷聯(lián)算法解算，而FPGA是DSP與各類傳感器之間接口，類似于DSP的一個前端元件。系統(tǒng)的軟件部分主要是針對DSP最小系統(tǒng)的編程，包括CMD文件的編寫以及部分模塊驅(qū)動程序的設(shè)計。 在系統(tǒng)調(diào)試及測試過程中，系統(tǒng)軟硬件工作穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了捷聯(lián)慣導系