三轴数字加速度计adxl345及其在捷联惯导中应用

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1、万方数据第18卷第3期电子设计工程2010年3月V01．18No．3ElectronicDesignEngineeringMar．2010三轴数字加速度计在捷联惯导ADXL345及其中的应用袁西，陈栋。田湘，吕晶(解放军理工大学通信工程学院卫星通信重点实验室，江苏南京210007)摘要：为解决弱信号条件下卫星导航接收机的定位问题，采用惯性导航辅助卫星导航的方案。设计构建了一个捷联惯性导航平台。在这个平台中．选用了美国模拟器件公司生产的采用SPI和12C数字输出的三轴加速度计ADXL345。该器件在CPLD的控制下输出数据。与陀螺输出数据一起在单片机中完成组帧

2、。通过RS232串口发往导航计算机，完成捷联计算并向卫星导航提供惯性辅助信息。ADXL345作为惯性测量单元的核心部件，其工作稳定，使用方便，采用lOHz数据输出率和全比特模式约3．9mg／LSB的分辨率，能够满足系统设计需求。实验表明，捷联惯导初始粗对准水平精度达到0．150。关键词：ADXL345；加速度计；组合导航；捷联惯性导航中图分类号：7rP212．9文献标识码：A文章编号：1674-6236(2010)03-0138--03Three-axisdigitalaccelerometerADXL345anditsapplicationinSINSde

3、signYUANXi，CHENDong,TIANXiang,LVJing(KeyLaboratoryofSatelliteCommunications，PLAUnwersityofScienceandTechnology,Nanjing210007，Ch／na)Abstract：Tocopewiththepositioningproblemofnavigationreceiverinweaksignalcondition，astrapdowninertialnaviga-tionplatformwasbuilttoassistsatellitenavigat

4、ionsystem．IIlthisplatform．weselectedtheADXL345whichisthethree-axisdigitalaccelerometerproducedbyAnalogDe“ces，Inc．，itsdigit且loutputdatac蚰beaccessiblethrougheitherSPIor心dig·italinterface．TheADXL345outputeddataunderthecontroloftheCPLD．anditWagusedtofral'netogetherwiththegymoutputdatai

5、ntheMCU．ThedataflamewassentthroughtheRS232serialporttothenavigationcomputerwherethestrap-downinertialcalculationWascompletedandtheancillaryinformationWagprovidedforsatellitenavigationsystem．Asakeycomponentofinertialmeasurementunit，ADXL345isstableandeasytouse．Its10Hzoutputroteandabo

6、ut3．9mg／LSBscalefactorinfull-resolutionmodemeetstheneedoftheplatformdesign．Andtheexperimentalresultsshowthatthehorizontalaccuracyofcoari吣alignmentofSINSis0．150．Keywords：ADXL345；accelerometer；integratednavigation；strapdowninertialnavigation全球导航卫星系统具有全天候、高精度等特点，但在室内、水下等环境时卫星信号极其微弱。导航

7、接收机难以定位。为解决微弱信号环境下的定位问题．其中一个重要途径就是依靠其他导航系统的辅助。惯性导航系统，利用惯性元件测量载体运动参数求出导航解，完全自主，不受外界干扰。但存在误差随时间积累的问题。卫星导航系统若在惯性导航系统的辅助下。可以使导航接收机根据惯性测量参数解出多普勒频移，从而减小卫星信号捕获和跟踪带宽．提高接收机的性能⋯。近年来基于微机械电子系统(MEMS)技术的惯性传感器在设计、加工、封装、数据处理等方面发展迅速，因此，本文选择了满足设计需求、体积小、可靠性好、性价比高的产品来构建捷联惯导平台，以验证惯性导航系统对卫星导航系统的辅助作用。收稿日

8、期：2009—1l一24稿件编号：200911059