组合航向系统的开发与研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文组合航向系统的开发与研究姓名：邱丹申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：黄圣国20070101南京航空航天大学硕士学位论文摘要航向信息是载体运行中一个非常重要的参数。随着其应用领域的拓宽和科学技术的发展，对航向信息的精度和可靠性的要求也越来越高。磁航向系统是一种利用地磁场来测量载体航向信息的系统，具有体积小、精度高、工作性能稳定的特点，但却有易受外界磁场干扰的固有缺陷。而惯性器件角速度陀螺恰恰具有不受环境磁场影响的特性。基于此，本文研究的组合航向系统，就采用单片机作为控制器，以磁罗盘作为航向测量的主传感器，以

2、角速度陀螺作为辅传感器，将两种传感器组合起来，共同测量载体的航向信息。本文完成了组合航向系统原理样机实验板的研制工作，内容包括系统硬件部分的设计、制作、调试和软件部分程序的编写。该系统以单片机作为控制核心，利用差分磁罗盘和角速度陀螺来采集载体航向数据，将这些数据进行相应的处理后，再以UART的串口通信方式传输给外设接口。实验证明该组合航向系统具有体积小、重量轻、工作性能可靠的特点，并有效地提高了航向测量的精度，可以应用于直升机、地面车辆系统等航向测量领域。关键词：组合航向系统，数字磁罗盘，角速度陀螺，罗差，误差补偿，微处理器I组合航向系统的开发与研究

3、AbstractHeadinginformationisaveryimportantparameterduringtheoperationofthe vehicle.Withtheextendingofitsappliedfieldandthedevelopmentofscienceand technology,theprecisionandthereliabilityoftheheadingimformationare increasinglyinhanced.Magneticheadingsyetemusesgeomagneticfieldtom

4、easure theheadinginformationofthevehicle.Ithassomemeritssuchassmallsize,high precisionandstableperformance.However,italsohastheinherentcharacteristicof sensitivetotheexternalinterferences,whiletheRategyroscopeofinertialdevice doesn'thavesuchshortcoming.ThusTheintegratedheadings

5、ystemresearchedin thethesisaccordinglycombinesthetwotypesofthesesensorstomeasuresthe headinginformationofthevehicle,withthemagneticcompassasthemainsensors, therategyroscoopeastheassistantsensorandthesinglechipasthecontrollerof them.Thisthesiscompletesthedevelopmentfortheprototy

6、pingexperimentalplank oftheintegretedheadingsystem,whichincludesthesystemhardwaredesignand softwareprogram.Withthesinglechipasitscontrollingcore,thesystemusesthe differentialcompassandtherategyroscopetocollecttheheadinginformationofthe vehicle.Aftertheprocessingofsuchinformatio

7、n,itispassedtootherperipheral interfacesthroughserialcommunicationofUART.Theexperimentalresultsconfirm thatthesystemhasimprovedtheprecisionoftheheadingeffectively,withsome featureslikesmallinsize,lightweight,anditsreliableperformance.Itcanbeused inhelicopter、terrain-vehiclesyst

8、emandotherfieldswheretheheadinginformation isneeded.Ke