【摘 要】
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随着科学技术的不断发展,导航系统的微小型化和高性能化成为现代导航技术发展的趋势之一。论文对机载设备惯性导航系统实现方案进行了深入研究,研制了DSP微型导航计算机,研究
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随着科学技术的不断发展,导航系统的微小型化和高性能化成为现代导航技术发展的趋势之一。论文对机载设备惯性导航系统实现方案进行了深入研究,研制了DSP微型导航计算机,研究了“比力积分匹配”传递对准算法和四阶龙格库塔捷联姿态改进算法,搭建了半物理仿真平台,对机载设备导航系统进行了测试分析验证。
针对机载设备导航系统对导航计算机处理能力、体积、功耗、通用性和可靠性的要求,设计了基于DSP的微型导航计算机系统。该计算机选用TI公司TMS320C67113DSP为处理器,选用CPLD辅助实现逻辑控制,扩展存储模块、外围数字接口和通用I/O端口,实现数据信息实时传输、控制信号实时输出、状态信号实时检测、捷联惯性导航解算和组合导航滤波等功能。
目前捷联算法通常采用的多子样等效转动矢量修正法,虽然解算精度较高,但由于在一个捷联周期内需要多次采样陀螺和加速度计数据,增加了系统的采样和计算负担。论文综合考虑算法精度、算法实时性和资源消耗等因素,提出了一种四阶龙格库塔捷联姿态改进算法,该算法一个捷联周期内只需采样一次陀螺和加速度计数据,降低了惯性器件采样频率对捷联解算周期的限制,能够有效地提高机载设备导航系统的实时性和导航精度。
针对机载制导武器等应用背景,论文在研究“比力积分匹配”传递对准算法基础上,从工程应用角度出发,提出了一种新的传递对准主惯导数据延时LCKF补偿算法。该方法在机载设备导航系统获得主惯导导航数据时,将时间基准统一到主惯导数据时刻,进行传递对准,修正子惯导姿态信息,并利用子惯导的实时IMU数据,捷联更新得当前时刻子惯导姿态信息。
论文对“比力积分匹配”传递对准算法和捷联导航算法进行了全面的分析研究和仿真验证,并搭建了基于DSP微型导航计算机的机载设备导航系统半物理仿真平台,进行了多次半物理软硬件仿真试验,验证了系统的软、硬件性能。
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