在小型的戰(zhàn)爭中,由于地形的限制、戰(zhàn)爭成本的上升,使得精確制導(dǎo)成為各國政府關(guān)注的重點。目前導(dǎo)航方式多種多樣,其中微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以其優(yōu)勢互補,既能提高導(dǎo)航精度又能增加組合系統(tǒng)的冗余性而備受人們的關(guān)注。在彈載環(huán)境中,組合系統(tǒng)最重要的就是其數(shù)據(jù)的高速準確處理,這是在其硬件平臺上實現(xiàn)的,所以設(shè)計符合彈載環(huán)境的小型組合系統(tǒng)硬件平臺就成了重中之重。根據(jù)彈載環(huán)境和組合系統(tǒng)的特點,設(shè)計了小型的微慣性/衛(wèi)星組合系統(tǒng)硬件平臺。本文首先分析了彈載環(huán)境和微慣性/衛(wèi)星組合系統(tǒng)對于硬件平臺的需求,之后根據(jù)需求進行了硬件平臺的總體設(shè)計,確定了以FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）作為系統(tǒng)控制芯片,DSP（數(shù)字信號處理器）為數(shù)據(jù)處理芯片的總體結(jié)構(gòu),然后根據(jù)總體設(shè)計對硬件平臺進行了具體的模塊化的軟硬件設(shè)計,并針對設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的影響導(dǎo)航精度的硬件誤差和時間異步等問題,分析了其產(chǎn)生機理并提出解決方案。最后通過靜置試驗和多次車載試驗驗證提出的硬件誤差抑制技術(shù),試驗表明該技術(shù)可以減小硬件引起的計算誤差,提高慣性系統(tǒng)的精度;通過組合系統(tǒng)的彈載試驗,表明了設(shè)計的組合系統(tǒng)和其硬件平臺可以適應(yīng)彈載的高動態(tài)環(huán)境,發(fā)揮組合系統(tǒng)的優(yōu)勢... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 組合系統(tǒng)硬件平臺的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 測量單元的測量原理及輸出方式
    1.4 論文主要內(nèi)容簡介及論文章節(jié)安排
2 系統(tǒng)硬件平臺總體設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 組合系統(tǒng)的需求分析
        2.2.1 數(shù)據(jù)接收需求
        2.2.2 功能需求
        2.2.3 彈載應(yīng)用環(huán)境
    2.3 系統(tǒng)硬件平臺總體設(shè)計
        2.3.1 FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.2 模塊設(shè)計
    2.4 器件選型
        2.4.1 FPGA選型
        2.4.2 DSP選型
        2.4.3 FLASH選型
    2.5 本章小結(jié)
3 系統(tǒng)平臺軟硬件設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.2.1 電源模塊
        3.2.2 慣性數(shù)據(jù)采集模塊
        3.2.3 FPGA模塊
        3.2.4 數(shù)據(jù)處理模塊
        3.2.5 數(shù)據(jù)存儲模塊
        3.2.6 數(shù)據(jù)回讀模塊
    3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        3.3.1 FPGA控制程序設(shè)計
        3.3.2 DSP程序設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
4 精度改進技術(shù)研究
    4.1 引言
    4.2 硬件誤差抑制技術(shù)研究
        4.2.1 硬件誤差機理
        4.2.2 誤差抑制方法設(shè)計
    4.3 時間同步技術(shù)研究
        4.3.1 衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)通信延遲
        4.3.2 時間同步方法設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)試驗驗證及分析
    5.1 引言
    5.2 硬件平臺實現(xiàn)
    5.3 硬件運算誤差驗證試驗
        5.3.1 靜置試驗
        5.3.2 車載慣性試驗
        5.3.3 試驗結(jié)論
    5.4 彈載環(huán)境驗證試驗
        5.4.1 彈載試驗
        5.4.2 試驗結(jié)論
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)及展望
參考文獻
研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]典型彈道下的火箭彈MEMS-INS/GNSS組合導(dǎo)航姿態(tài)誤差可觀性分析[J]. 董進龍,莫波.  兵工學(xué)報. 2014(06)
[3]MEMS傳感器隨機誤差分析及處理[J]. 宋海賓,楊平,徐立波.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2013(12)
[4]GPS/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)時間同步方法綜述[J]. 劉帥,孫付平,陳坡,李海峰.  全球定位系統(tǒng). 2012(01)
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[7]GPS/INS組合系統(tǒng)中時間同步的模塊化實現(xiàn)[J]. 朱智勤,吳玉宏,羊遠新.  武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2010(07)
[8]MEMS-IMU/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的實現(xiàn)[J]. 祝燕華,蔡體菁,楊卓鵬.  中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2009(05)
[9]GNSS系統(tǒng)及其技術(shù)的發(fā)展研究[J]. 趙靜,曹沖.  全球定位系統(tǒng). 2008(05)
[10]低成本無源北斗/INS組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[J]. 蘇本磊,徐慶,姚振東.  微電子學(xué)與計算機. 2008(10)

博士論文
[1]GNSS/INS組合導(dǎo)航誤差補償與自適應(yīng)濾波理論的拓展[D]. 吳富梅.解放軍信息工程大學(xué) 2010
[2]MSINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D]. 馬云峰.東南大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于DSP和FPGA的導(dǎo)航計算機設(shè)計[D]. 郭韶華.清華大學(xué) 2011



本文編號：3089474