sinsgps电子罗盘组合导航系统设计

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1、分类号；：密级ＵＤＣ学号：４１５９２６６１４０６３：南昌大学专学位研究生学位论文ＳＩＮＳ／ＧＰＳ／电子罗唐组合导航系统设计ＴｈｅｄｅｓｉｎｏｆＳＩＮＳ／ＧＰＳ／ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｍｐａｓｓｇＩｎｔｅｒａｔｅｄＮａｖｉａｔｉｏｎＳｙｓｆ：ｅｍｇｇ杨欢培养单位（院、系）：机电工程学院指导教师姓名：衷卫声教授、职称指导教师姓名、职称：钟承赞高级工程师专业学位种类：工程硕±专业领域名称：仪器仪表工程论文答辩日期：２０１６年５月巧日：答辩委员会主席＿

2、评阅人：２０义〇１６年夕月日学化论文独创化卢明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的硏究工作及化巧的硏究成巧。掘我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其化人己经发巧或撰写妊的研究成巧，也不包含为获得函畳丈堂或其他教巧机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本硏究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：喪签字日期：年ｉ月日祇二、学位论文版权使巧授权书本学位论文作者完全了解

3、南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意被学查校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文阅和借阅。本人授权南昌大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数文据库进行检索，可１＾＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论社将。本同时学授位论权文北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志论文全文数据库收录到《中国学位论文全文数掘库》和《中国优秀博硕±学位＂章程＂规定亭》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按受相关权益。签学位论文作者签名

4、（手写）：么导师签名（手写）：论文字题曰期：挪备年ｉ月引曰签字曰期：年Ｓ月夸Ｉ曰目—泣ｗ／Ｇｐ电ｇ基化冶导丢Ｊ系淹巧ｉ姓ｙ子争手名杨亦Ｉ学号节■＂ａＵｌ如（＞击级别Ｉ博±口硕±圓院膚／所抓斬工择巧梓Ｉ专业Ｉ化巧仓Ｊｇ乾Ｅ－ｍａｉｌ备注：￣＂＂〇［公开□保密（向棱李位办申请获批准为保密，年月后公开）．．．．—．．Ｖ＼＇ｓ＇＂ｕｔ—：．．＇．－１－＇‘；．．ｔ．＇抖也：苗Ｖ：ｖ．：．：；．旅顏拉电巧；苗价＇摘要摘要随着MEM

5、S技术的不断发展，采用MEMS技术的惯性测量单元具有体积小、成本低以及较高的可靠性等优点，近来在导航系统中得到了广泛的应用。这大大推动了以低功耗、低成本、高可靠性、精度适中的组合导航系统在民用领域的发展。论文基于Cortex-M4为内核，提出并设计了SINS/GPS/电子罗盘多传感器组合导航计算机，融入卡尔曼滤波算法，充分利用各导航子系统之间的优势互补的特点，有效地提高了导航系统的精度和可靠性。论文首先根据导航计算机的应用背景和工作环境等因素，对导航计算机的性能需求进行了分析，论文确立了以ST公司的STM32F407VGT

6、6处理器为核心的硬件电路设计方案，并在该方案的基础上，提出了导航计算机的软件总体方案设计。为满足导航计算机体积小型化要求，系统选用了基于MEMS技术的惯性测量单元和三轴电子罗盘芯片，同时加入GPS接收机辅助惯性导航系统。然后详细的研究了组合导航系统的硬件平台设计，选用了合适的电子元件搭建了硬件电路。硬件电路设计主要包括了传感器及MCU的电源设计、控制器外围工作电路的设计以及传感器数据采集外围电路。同时还为导航计算机嵌入SD卡数据存储模块、TFT液晶显示模块。在完成的导航计算机硬件基础上，需要为其嵌入高效的软件程序才可以发挥

7、导航计算机的硬件资源和基本性能，论文针对导航计算机的各个模块进行了详细的软件设计。首先编写传感器的驱动程序，实现控制器与外部设备的成功通信；接着根据传感器的工作原理，简要介绍了适用于工程的四元数捷联惯性导航系统的算法；最后针对SINS/GPS/电子罗盘组合导航系统的数据融合方法，介绍了卡尔曼滤波算法并给出了适用于工程应用的离散卡尔曼滤波方程。最后论文就所设计的导航计算机进行室外测试实验，测试结果表明所设计的多传感器组合导航系统满足系统的实际应用需求，具有体积小、低功耗、成本低的特点，并具有一定的工程应用价值。关键词：组合导

8、航；导航计算机；卡尔曼滤波；Cortex-M4；微机电系统IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofMEMStechnology,inertialmeasurementunitwhichusingMEMStechnologyhasrecentlybeenwidelyuse