基于dsp地捷联惯性%2f北斗组合导航计算机地设计与实现

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1、代号10701学号0677960321TP271+.5公开分类号密级题（中、英文）目基于DSP的捷联惯性/北斗组合导航计算机的设计与实现DesignandImplementationoftheINS/BDIntegratedNavigationComputerBasedonDSP作者姓名陈江指导教师姓名、职务权义宁副教授学科门类计算机技术学科、专业刘轶高工提交论文日期二○一一年四月西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工

2、作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留

3、送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要随着我国北斗导航定位技术的发展，惯性/北斗组合导航技术应用日益成为一个重要研究领域，本文提出一种基于双DSP和北斗卫星导航系统及陀螺、加速度计等多种传感器,搭建适合于直升机平台的组合导航系统。首先，本文阐述了

4、惯性导航系统（INS）和北斗导航定位系统（BD）的基本原理，着重分析了INS算法中最为关键的姿态矩阵和速度位置的解算过程，在此基础上提出了以INS为主同时结合BD的INS/BD组合导航系统的基本原理，并深入研究了基于卡尔曼滤波的位置、速度组合模式的信息融合算法，给出了相应的状态方程和量测方程。其次，针对机载导航系统要求成本低、体积小、可靠性高的特点，提出了一种利用主、从式的双DSP实现INS/BD组合导航计算机的总体设计方案，该方案使系统主要分为两部分：以TMS320VC33为核心的主机系统，主要实现高精度、时实

5、的导航数据解算功能；以TMS320F240为核心的接口子系统，主要实现控制和与外部设备通讯的功能。并重点研究了组合导航接口子系统的软硬件实现。第三，结合主、从式导航计算机系统的特点，以双口RAM作为数据共享存储器，通过独特的软件分区处理设计实现导航计算机系统主、从计算机之间快速、可靠的通信方法，实现了主、从式双CPU之间的快速、可靠数据共享方法。并给出了利用ST16C554D对接口子系统的串口进行扩展的一种简便实用的方法。另外在保证系统精度和实时性的要求下，完成了组合导航系统中ARINC429接口模块软硬件实现过

6、程。最后，对INS/BD组合导航系统接口子系统的主要接口部分进行了软硬件调试，进而对INS/BD组合导航系统进行了系统联调和相关的系统实验并给出了相应的实验结果。关键词：数字信号处理器卡尔曼滤波惯性/北斗组合导航北斗AbstractWiththedevelopmentofChina'sBDnavigationandpositioningtechnology,INS/BDnavigationtechnologyisincreasinglybecominganimportantresearchsubject.This

7、thesispresentsanintegratednavigationsystembaseondual-DSPembeddedcomputingplatformandtheBDsatellitenavigationsystemsandgyroscopes,accelerometersandothersensors.Asmall-sized,light-weightnavigationsystemsuitableforthehelicopterplatformisdesigned,whichiscapableof

8、real-timedataprocessingandprovidesavarietyofhigh-precisionnavigationdata.Firstly,thefundamentalsofINSandBDaredescribedinthisthesis.Theimportantalgorithmofattitudematrix,velocity,andpositi