【硕士论文】捷联惯性导航系统中陀螺仪信号的数据采集及处理技术研究.pdf

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文捷联惯性导航系统中陀螺仪信号的数据采集及处理技术研究姓名：江树生申请学位级别：硕士专业：导航、制导与控制指导教师：高延滨20020101哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要捷联式惯性导航系统是一种十分先进的惯性导航技术，是近年来惯性技术的一个发展方向。由于捷联系统具有一系列优点，捷联系统取代平台式系统，己成为新世纪惯性技术发展的一种大趋势。本论文围绕着捷联惯性导航系统中陀螺仪的数据采集及处理技术和姿态矩阵解算进行了研究。首先建立了捷联惯性导航系统的方案并且详细的介绍了系统的硬件组成部

2、分，包括计算机、陀螺仪、加速度计、A／D转换器的选择及陀螺仪和加速度计再平衡回路的设计；介绍了捷联惯性导航系统的工作原理；阐明了捷联惯性导航系统的软件构成。设计了捷联导航系统中陀螺仪信号的预处理和陀螺仪数据采集的硬件电路。介绍了采样定理；设计了陀螺仪信号的前放、滤波、整流电路：设计了陀螺仪数据采集的A／D采样：利用CPLD技术设计了数据采集的接口电路。捷联系统姿态矩阵解算算法是捷联系统的关键技术之一。本文对捷联惯性导航系统姿态矩阵的解算算法进行了系统的研究，利用四元素法解算姿态矩阵，并利用典型的圆锥运动

3、对这种算法产生的误差进行了仿真。设计了捷联导航系统陀螺仪的数据处理和应用软件。利用较新的C一语言实现了陀螺仪数据采集的监控软件，符合工程使用的系统显示软件，以进行姿态矩阵解算的应用软件。关键词：捷联惯导系统：数据采集；姿态矩阵解算算法：数据处理哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractStrap—downinertialnavigationsystem(SINS)isakindofveryadvancedinertialnavigationtechnology，anditisthedevelopingd

4、irectionofinertialnavigation．ForSINShasaseriesofadvantages，ithasbecomeatrendthatSINSwilltaketheplaceofplatforminertialnavigationsysteminnewcentury．Thispaperisonstudyondatasa皿plingandprocessingtechnologyofgyroscopeinSINS．TheprojectoftorpedoSINSwasdemonstr

5、atedandputforwardatfirst．ThehardwareofSINSwasintroducedindetails．whichincludescomputer、gyroscope、accelerometer．Thepaperdescribedhowtochoosehardwareanddesigntherebalanceclrcultsofgyroscopeandaccelerometer．Theworkingprlnci口leof。SI、Swasillustrated．Thesoftwa

6、reandf1()wcharLofS【、Swasdescrlbed．Theelectriccircuitofdatapre—processingandsamplingofgyroscopeinSI＼Swasdeslgned．ThesamplerulewasintroducedrheelectrLcclrcuLtformagnlfy，fllterandcommutate。ntheslgnalofgyroscopelnSl、S．ThepaperalsodeslgnedLheelecL『icclrcul【[o

7、rA／DconVerterandforinterfacecircuitwithCPLDtech兀ology．Thealgorith巾ofattitudematrixdeterminationwasoneofthecrucialtechniquesofSrNS．Thepaperdonedeepresearchonthealgorithmofattitudematrix，anddeterminedtheattitudeangleofshipThesimulationoftheerror眦rginofthis

8、algorithmwasalsodonewithclassicconi九gmotion．ThedataprocessingsoftwareandapplicationsoftwareoftheSINS哈尔滨工程大学硕士学位论文wasalsodesigned，ThedesignofsoftwarewasrealizedⅣithC++language．Thesoftwaresystemi兀cludedsurveiUanceandcontr01s