● 摘要
分布式位置姿态测量系统（Distributed Position and Orientation System，Distributed POS）是在传统单POS系统基础上，完成精确测量多个航空遥感载荷相位中心的位置、姿态等运动信息从而实现高分辨率分布式航空遥感的关键设备之一。结合国内遥感领域对分布式POS的需求，提高分布式POS的测量精度和可靠性，针对分布式POS的硬件电路系统设计具有重要的工程应用价值。本文开展了分布式POS数据采集与处理电路系统的设计与研究，论文的主要工作如下：
（1）针对分布式POS要求激光陀螺惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）高精度并行采集的需求，确定了数据采集电路系统基于FPGA和DSP的软硬件设计方案；针对分布式POS要求数据处理计算机（POS Computer System,PCS）高速数据接收和高精度处理的需求，确定了数据处理电路系统基于FPGA和六DSP的软硬件设计方案，满足遥感载荷对分布式POS的需求。
（2）针对数据采集电路系统进行了硬件电路需求分析，设计并实现了数据采集电路系统，主要包括基于FPGA的数据采集模块和基于DSP的数据预处理模块。在硬件电路的基础上构建了软件系统，包括高速并行的FPGA数据采集软件和高精度的DSP数据预处理软件；实现激光陀螺软件正交解码和IMU原始数据分段线性温度补偿；可靠的、高性能的软硬件电路系统为IMU的稳定工作提供可靠保障。
（3）针对数据处理电路系统进行了硬件电路需求分析，设计并实现了数据处理电路系统，主要包括基于FPGA的数据输入输出模块和基于六片DSP芯片的数据处理模块，达到满足数据处理电路的高速运算和高精度处理性能需求；并在硬件电路的基础上构建了基本的软件系统框架，为分布式POS系统实时软件算法的实现打下了坚实的基础。
（4）开展了系统静态、环境适应性、车载和飞行实验。采用本文所设计的数据采集电路后，POS系统功能正常，性能良好，证明本文设计的数据采集电路系统的正确性；POS成功应用于合成孔径雷达和航空摄影相机，满足了航空遥感载荷的需求。