【摘 要】
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在惯性导航系统中,捷联式惯性导航系统以其体积小、成本低和可靠性高等优点正逐步取代平台式惯性导航系统,成为惯性导航系统的发展趋势。为了适应捷联惯性导航系统小型化、低
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在惯性导航系统中,捷联式惯性导航系统以其体积小、成本低和可靠性高等优点正逐步取代平台式惯性导航系统,成为惯性导航系统的发展趋势。为了适应捷联惯性导航系统小型化、低成本和高性能的发展方向,本文设计了DSP与FPGA相结合的系统方案:系统采用MEMS器件和高性能A/D转换器构成惯性信号检测单元,FPGA进行I/O控制,DSP完成导航计算。方案综合考虑了系统成本、计算速度、精度、体积等各方面的因素,并通过GPS、磁航向计等信息融合进一步提高导航精度。数据采集是捷联惯导系统设计的关键,本文数据采集由信号调理、A/D转换和FPGA等几部分组成。其中,FPGA是整个数据采集部分的核心,其主要功能包括:实现了ADC控制逻辑和时序生成;配置了FIFO寄存器,缓冲了ADC与DSP之间的转换数据;扩展了UART串口,以实现系统的外部信息接口。在完成电路设计的基础上,对各功能模块进行了全面的半实物仿真,验证了系统方案及各主要功能模块的可行性。论文简述了惯性导航系统的应用背景及发展状况,介绍了捷联惯导系统的基本原理,设计了基于DSP/FPGA的捷联惯导系统方案,实现了系统各部分硬件电路以及FPGA功能模块,并通过搭建硬件验证平台和利用第三方仿真软件,对传感器的性能以及FPGA各功能模块进行了较全面的验证和仿真。结果表明:基于DSP/FPGA的捷联惯导系统能够满足应用的要求,并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的优势。
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