试论基于dsp的导航计算机设计

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1、南京理工大学硕士学位论文基于DSP的导航计算机设计姓名：周畅申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：薛晓中20060606硕士论文基于DSP的导航计算机设计摘要随着计算机技术和数字信号处理技术的迅猛发展，基于微处理器的捷联惯性导航(SINS)和全球定位系统(GPS)的组合导航系统的设计成为目前研究的热点。本文以TbiS320C6713为核心，分析其接口特点并引入FPGA作为外设接口单元，使OSP专注于复杂的导航解算，提高了系统效率和速度。论文首先阐述了INS惯性导航系统和GPS全球定位系

2、统的基本原理，在此基础上阐述了INS／GPS系统的组合原理；其次设计硬件系统方案，采用高精度AD转换器件，应用FPGA完成整个外设接口的逻辑关系并实现串口功能；然后主要针对数据采集和数据通信做了软件仿真；最后在完成了整个硬件电路及相应软件设计、调试的基础上，进行了相关的实验，并对实验进行了分析。关键字：DSPFPOAGPS组合导航卡尔曼滤波硕士论文基于DSP的导航计算机设计AbstractTheresearchoftheS虹印-downIne币alNavigationSystem(SINS)andt

3、heGlobalPositioningSystem(GPS)basedonthemicroprocessorsisahotspotbecauseofthehJ曲speeddevelopmentofthemicroprocessors’technology．Inthispaper,anavigationcomputerbasedonDSPtechnologyisresearchedandcharacteristicofInertialNavigationSystemsisanalyzed．whicht

4、akesTMS320C6713嬲COrechip．TheefficiencyandspeedofthesystemisenhancedbytheschemeinwhichFPGArealizesinterfaceunitsothatDSPcallbedevotedinnavigationalgorithm．Firstly,theprincipleofINSandGPSisbroughtforward，thentheprincipleofintegratedINS／GPSisexplained．Sec

5、ondly,thehardwareschemeisdesignedwithhighprecisionAnalog—to·DigitalConverterandFPGAwhichrealizesinterfaceunitandUART．Thirdly,data-collectionanddata-communicationa口esimulatedbysoftware．Atlast,afterthedesignofhardwarecircuitsandsoftwareanddobuggingthes01

6、．aresystems,correlativetestismadeandtheresultsisanalyzed．Keywords：DSPFPGAGPSIntegratedNavigationSystemKalmanFilterⅡ声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签

7、名：!i]塑二oo‘年f月乃IEI学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：!虱塑-。。‘年‘月j。Ft硕士论文基于DSP的导航计算机设计第一章绪论1．1问题的提出导航系统是舰船、弹箭、飞机、飞行器等运载体上必不可少的重要设备。导航就是在预定的时间内，按预定的计划和要求，将运载体从起始点引导到目的

8、地的过程。要完成此导航过程系统必须提供精确的导航参数，如姿态角、航向、速度、位置等信息。惯性导航系统(INS)就是依据牛顿惯性原理，利用惯性元件(陀螺仪、加速度计)测量运载体的运动加速度及姿态信息，经过运算求出运载体即时速度、位置及姿态参数，从而达到对运载体导航定位的目的。按照惯性测量装置在载体上的安装方式，可将惯性导航系统分为平台式惯性导航系统和捷联式惯导系统。平台式惯导是将加速度计和陀螺仪安装在空间方位不变的陀螺稳定平台上。陀螺稳定平台是一个以陀螺仪为敏感元件，以