基于armdsp的捷联航姿系统设计based on the design of strapdown armds

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1、ClassifiedIndex：I—h*、U．D．C：●tADissertationfortheDegreeofM．EngTheDesignofStrapdownAHRSBasedonAIUⅥandDSP'●Candidate：CuiYuntaoSupervisor：AssociateProfeSSOr．MaoBen■一AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PrecisionInstrumentandmachineryDateofSubmiSSion：

2、December，2010DateofOralExamination：March，2010蚕pUniversity：HarbinEngineeringUniversitylc●本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：翟。荟涛日期：

3、如／汐年多月，护日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本，“学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合．点学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(回在授予学位后即可口在授予

4、学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：踯lL

5、，◆导师(签字)：毛奔日期：凹／D年岁月f蝈幺口?汐年弓目J0目j哈尔滨1：程大学硕十学位论文摘要随着科技的发展，导航越来越被人们所熟悉，而捷联式惯性导航由于其不依赖外部环境实现自主导航的特点，在导航领域占有举足轻重的地位。姿态解算是捷联式惯性导航系统的核心内容，通过姿态矩阵可以得到载体的姿态和导航参数计算需要的数据。因此构建一个高效率、小型化、可靠性高的捷联导航系统的关键便是以导航计算机为基础的捷联航姿系统。导航计算机是一种典型的

6、嵌入式系统，在嵌入式领域，ARM和DSP都是其主要的核心元件，其中ARM以优良的控制能力、丰富的外围接口和平衡的计算性能在嵌入式领域占有主导地位；而DSP有着大规模数据运算的能力，在数字信号处理方面有着独特的优势。在嵌入式操作系统领域，嵌入式Linux得益于其源码开放、良好的内核特性以及丰富的软件资源等特点，逐渐成为嵌入式操作系统中的新兴力量；而DSP／BIOS是TI公司针对其高端DSP产品研发的实时操作系统，有助于其DSP产品的开发。本设计定位于捷联航姿的系统设计，主要工作放在了硬件设计和系统软件集成方面，对算法和算法的

7、优化并未做太多的研究。因此在算法的实现上，采用了工程中易于实现的四元数姿态更新算法。基于以上原因，本课题着手构建起一种以ARM+DSP为核心的双CPU结构的捷联航姿系统，这种设计充分发挥了ARM和DSP各自的特点，使ARM芯片充分发挥其优良的控制能力和丰富的外围接口的特点，而DSP则专注于进行大规模运算的捷联航姿解算过程，两者之间使用双口RAM实现数据的高速实时交换。为实现软件系统的平台化，本设计分别为ARM端构建了嵌入式Linux操作系统和为DSP端移植了DSP／BIOS实时操作系统，减小了编写应用软件和驱动程序等二次开

8、发的难度。实践证明这种系统结构性能优良、体积小巧、可靠性高，非常适合需要大规模数据实时计算的捷联航姿系统。关键词：ARM：DSP：Linux；双口I认M；嵌入式系统；捷联航姿系统哈尔滨下程大学硕十学何论文ABSTRACTWiththedevelopmentoftechnology,moreandmorepeopleafefamiliarwiththenavigation．Asstrapdowninertialnavigationsystem(SINS)couldachieveautonomousnavigationwith

9、outexternalinformation，SOtheSINSbecamethemainforminthefieldofnavigation．TheAHRSsolutionisthekeytechnologiesintheSINS，wecangetthedataparametersofthenavig