組合導(dǎo)航是一種將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）或其他導(dǎo)航系統(tǒng)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）結(jié)合的導(dǎo)航系統(tǒng),克服了單一導(dǎo)航系統(tǒng)的局限性,具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于航空航天以及軍事領(lǐng)域。本文以衛(wèi)星導(dǎo)航與MIMU組合為背景,開(kāi)展了雙天線/MIMU組合系統(tǒng)信息處理平臺(tái)研究,其主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:給出了雙天線/MIMU組合導(dǎo)航信息處理平臺(tái)整體架構(gòu),以FPGA作為數(shù)據(jù)預(yù)處理核心、DSP作為數(shù)據(jù)運(yùn)算核心、MCU作為數(shù)據(jù)記錄核心的架構(gòu)。設(shè)計(jì)了FPGA內(nèi)部各功能模塊,實(shí)現(xiàn)了雙天線/MIMU組合導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和授時(shí)功能,實(shí)現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化,為DSP提供數(shù)據(jù)接口。完成了DSP軟件設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)讀取和組合導(dǎo)航結(jié)果輸出等功能。設(shè)計(jì)了以MCU為核心的數(shù)據(jù)記錄儀,用于記錄調(diào)試數(shù)據(jù)以及結(jié)果數(shù)據(jù),完成了SD卡底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、文件系統(tǒng)移植、DMA管理等軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了雙天線/MIMU組合導(dǎo)航信息處理平臺(tái)多種驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該信息處理平臺(tái)能夠準(zhǔn)確接收數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)傳遞數(shù)據(jù)、穩(wěn)定存儲(chǔ)數(shù)據(jù),性能穩(wěn)定可靠,滿(mǎn)足組合導(dǎo)航需求。 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

加拿大女王大學(xué)組合導(dǎo)航信息處理平臺(tái)

圖 1-2 美國(guó)馬里蘭大學(xué)帕克分校飛行器控制系統(tǒng)1.3 本文研究?jī)?nèi)容本文分析了 MIMU 與雙 GNSS 天線組合導(dǎo)航等相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，結(jié)合MIMU 的誤差問(wèn)題和磁力計(jì)易受干擾的問(wèn)題，提出了一種雙天線/MIMU 組合導(dǎo)航方案，根據(jù)組合導(dǎo)航的功能和性能需求，結(jié)合系統(tǒng)的應(yīng)用背景以及國(guó)內(nèi)外主流的設(shè)計(jì)方案，研究了以 FPGA+DSP+MCU 架構(gòu)為核心的信息處理平臺(tái)設(shè)計(jì)，為旋轉(zhuǎn)調(diào)制和雙天線測(cè)向設(shè)計(jì)了一套完整的信息處理平臺(tái)，包括了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)解算以及數(shù)據(jù)記錄三大功能。實(shí)現(xiàn)了串口通訊、編碼器脈沖采樣、傳感器數(shù)據(jù)授時(shí)、龐大的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳感器數(shù)據(jù)交互、FATfs 文件系統(tǒng)移植、SD 卡底層驅(qū)動(dòng)、DMA 雙緩沖模式等技術(shù)和方法。完成了組合導(dǎo)航信息處理平臺(tái)的整體方案設(shè)計(jì)與軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了組合導(dǎo)航信息處理平臺(tái)的功能和需求。本文將從信息處理平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)要求出發(fā)，分析信息處理平臺(tái)數(shù)據(jù)預(yù)處理核心FPGA 的硬件設(shè)計(jì)、信息處理平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)等部分。文章共分為六章，具體內(nèi)容安排如下：

2018 年 4 月，為測(cè)試 GPS 系統(tǒng)信息處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集能力，在南京市東南大學(xué)中心樓樓頂進(jìn)行了 2 個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)采集驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過(guò)傳感器離線數(shù)據(jù)與 DSP 獲取的數(shù)據(jù)比較，驗(yàn)證 GPS 系統(tǒng)信息處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖 5-1 所示。圖 5-1 GPS 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖 5-1 中，（1）和（2）是雙天線/MIMU 組合導(dǎo)航系統(tǒng)的 GNSS 雙天線；（3）為雙天線/MIMU 組合導(dǎo)航信息處理平臺(tái)的信息處理單元，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理核心 FPGA、數(shù)據(jù)運(yùn)算核心 DSP、GPS 導(dǎo)航板卡、MIMU 以及一些硬件電路；（4）是數(shù)據(jù)記錄儀。GPS 系統(tǒng)處理平臺(tái)數(shù)據(jù)采集驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)共記錄了三路數(shù)據(jù)：MIMU+旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角度原始數(shù)據(jù)，GPS 導(dǎo)航報(bào)文原始數(shù)據(jù)，DSP 獲取的傳感器數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)選擇 GPS 信號(hào)不易被遮蔽的樓頂進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以一定的速度做正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使用數(shù)據(jù)記錄儀記錄平臺(tái)輸出的


本文編號(hào)：2975795