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加速度计作为捷联惯性导航系统的核心器件之一,主要用于敏感运载体沿一定方向的线运动信息,加速度信号质量能够对捷联惯导系统的性能产生直接影响,因此如何获取更高精度的加速度信息成为惯性导航研究的关键问题之一。由于惯导系统工作环境的复杂性,在信号采集和传输过程通常不可避免地存在外界噪声干扰,如何去除信号中的噪声分量,提取有用的信息在惯导系统的数据处理过程中显得十分重要。因此,基于舰载惯性导航系统的应用需求,本课题设计了一种高精度数据采集系统,并在此基础上提出一种新型小波阈值算法,实现对加速度计信号的实时滤波降噪处理。本文的研究工作主要分为以下几个方面:首先,根据系统设计要求及技术指标,通过分析比较国内外加速度计信号采集电路的研究现状,提出采用以“I-V加AD转换”为基础的数据采集系统总体设计方案,设计完成加速度计信号采集电路并对硬件电路进行了优化设计,详细介绍了各部分硬件设计的电路原理,特别是针对基准电压电路以及电源芯片发热对电路产生的影响进行了优化设计说明;采用模块化的FPGA程序设计方案,完成包括AD初始化配置、转换数据读取、数据串口输出等在内的软件设计工作。然后,在分析了加速度计信号噪声特征的基础上,对系统噪声在小波域内展开了深入研究。通过仿真分析比较传统傅里叶滤波和小波滤波方法,验证小波降噪的理论效果。在此基础上,分别讨论了不同阈值估计方法和阈值处理函数对小波降噪的影响,提出一种新型小波阈值降噪算法,仿真结果表明,该新型小波阈值算法的降噪效果要优于传统降噪方法。并在此基础上,对新型小波阈值算法在FPGA上的实现进行了研究,根据算法设计了相应的小波分解与重构、信号延拓、小波阈值处理等关键模块结构,结合在ModelSim环境下对各模块的时序仿真图介绍了其FPGA设计与实现过程,并通过仿真验证了该新型小波算法的FPGA实现能够取得较好的降噪效果,同时满足信号处理的实时性要求。最后,在完成电路调试和软件算法仿真之后,对采集系统的采集精度、线性度以及稳定性等参数进行了详细的测试。实验测试结果表明,数据采集系统能够正常工作,在输入端短接情况下,ADC有效位可以达到21位;采用新型小波阈值降噪算法后,在输入端短接情况下ADC的有效分辨位能够达到22.4位,在负载条件下实际有效分辨位为18.5位,加速度有效分辨率达到20g以上,采集精度得到明显提高,而且线性度及稳定性等测试指标均满足设计要求。另外,针对石英加速度计输出受温度变化的影响,采用差分法对加速度计进行高低温测试和温度误差补偿。