地磁導(dǎo)航是現(xiàn)在導(dǎo)航領(lǐng)域的熱門研究方向,其原理是通過彈體上的磁阻傳感器測(cè)得的地磁信號(hào)來求解彈體的飛行姿態(tài)信息,通過姿態(tài)信息就可以控制彈體的飛行軌跡。其中滾動(dòng)角是最為重要的測(cè)量參數(shù),其測(cè)量精度決定了彈體打擊目標(biāo)的精度,本文圍繞著滾動(dòng)角的測(cè)量做了如下工作。1、在滾動(dòng)角理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于磁阻傳感器的方位檢測(cè)系統(tǒng),該檢測(cè)系統(tǒng)能夠有效的測(cè)量出彈體上的地磁信號(hào):Bbx,Bby。通過這兩路地磁信號(hào)能夠求解飛行體的滾動(dòng)角。2、對(duì)測(cè)量的兩路地磁信號(hào)Bbx,Bby進(jìn)行干擾研究與算法修正,在基于橢圓補(bǔ)償算法的基礎(chǔ)上提出了相位修正算法,通過仿真測(cè)試數(shù)據(jù)和實(shí)彈試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了算法驗(yàn)證,證明了修正算法消除干擾的有效性,對(duì)提高地磁信號(hào)的測(cè)量精度以及姿態(tài)參數(shù)的解算精度具有較大的實(shí)用價(jià)值。3、設(shè)計(jì)光碼盤檢測(cè)系統(tǒng)來求出模擬彈體的真實(shí)滾動(dòng)角信息,與測(cè)量系統(tǒng)的滾動(dòng)角作對(duì)比,以檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量誤差,其中上位機(jī)軟件使用MATLAB GUI編寫。4、實(shí)現(xiàn)地磁信號(hào)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享,將測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中,以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的增刪改查。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TJ765
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外姿態(tài)測(cè)量技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 地磁導(dǎo)航中姿態(tài)角的測(cè)量原理
    2.1 地磁場(chǎng)簡(jiǎn)要介紹
        2.1.1 地磁場(chǎng)的特性
        2.1.2 地磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型分析
    2.2 地磁場(chǎng)矢量的坐標(biāo)系描述
        2.2.1 常用的坐標(biāo)系
        2.2.2 地磁場(chǎng)矢量在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的表示
    2.3 飛行體姿態(tài)在坐標(biāo)系中的描述
        2.3.1 姿態(tài)角的定義
        2.3.2 姿態(tài)矩陣方程的介紹
    2.4 本章小結(jié)
3 地磁方位檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    3.1 地磁方位檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理
        3.1.1 測(cè)量原理
        3.1.2 基準(zhǔn)角的計(jì)算公式
        3.1.3 滾動(dòng)角γ的計(jì)算公式
        3.1.4 磁阻傳感器的測(cè)量盲區(qū)
    3.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建和硬件電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 三維實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)
        3.2.2 HMC系列磁阻傳感器的介紹
        3.2.3 磁阻傳感器的置位復(fù)位電路
        3.2.4 放大電路的設(shè)計(jì)
        3.2.5 STM32芯片介紹
        3.2.6 電平轉(zhuǎn)換
        3.2.7 串口通信電路的設(shè)計(jì)
    3.3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和光碼盤的系統(tǒng)檢測(cè)
        3.3.1 STM32的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)
        3.3.2 DMA的基本介紹與配置
        3.3.3 ADC的數(shù)據(jù)采集
        3.3.4 光碼盤的基本工作原理
        3.3.5 光碼盤的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
4 地磁信號(hào)的干擾研究和修正
    4.1 地磁信號(hào)的干擾來源
        4.1.1 磁阻傳感器的非正交誤差
        4.1.2 零點(diǎn)補(bǔ)償誤差
        4.1.3 羅差分析
        4.1.4 磁阻傳感器誤差
    4.2 地磁信號(hào)干擾修正和誤差補(bǔ)償
        4.2.1 橢圓假設(shè)補(bǔ)償算法
        4.2.2 最小二乘法補(bǔ)償算法
        4.2.3 相位修正算法
    4.3 本章小結(jié)
5 地磁信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和算法驗(yàn)證
    5.1 MATLAB GUI上位機(jī)軟件編寫
        5.1.1 上位機(jī)軟件的界面介紹
        5.1.2 幾種核心誤差補(bǔ)償算法的程序化
    5.2 三維模擬實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的地磁數(shù)據(jù)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的地磁信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)
        5.2.2 弱磁場(chǎng)干擾下的地磁信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)
    5.3 實(shí)彈打擊的地磁數(shù)據(jù)
    5.4 本章小結(jié)
6 地磁數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化共享平臺(tái)
    6.1 地磁數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)的開發(fā)工具介紹
    6.2 地磁數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立
    6.3 地磁數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建立步驟
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2844767