● 摘要
随着军民用技术的发展,飞行器从体积、精度、实时性等方面对导航系统提出了越来越高的要求。惯导与GPS组成的系统是比较理想的一种组合导航系统,通过二者优势的互补,采取不同的数据融合方法,可以实现更为精确的组合导航。本文针对微型飞行器小型化的需要,设计了基于DSP的MIMU/GPS组合导航系统。文中主要介绍了系统建模原理和软硬件实现方法,硬件部分由DSP、CPLD和MIMU组成。其中DSP芯片TMS320F2812作为导航计算模块的核心处理器;CPLD芯片EPM3256作为DSP与外部电路的逻辑接口,完成电平转换;微惯性测量装置作为系统的惯性导航部分,敏感飞行器的姿态角速率和加速度。软件的主要功能包括DSP接口的初始化;建立捷联惯导系统数学模型,通过导航计算模块完成导航解算,得到飞行器的实时姿态、位置、速度、航向等导航参数;设计卡尔曼滤波器,选定MIMU与GPS的位置速度误差作为观测量,通过计算得到导航参数的误差,从而对其进行修正。本文还对设计中使用的软件开发环境、硬件设计时的注意事项作了简单介绍。本系统通过硬件调试及软件验证,初步实现了组合导航功能。从硬件上来说系统的体积小、结构简单、功耗低、数据处理速度快,符合实际使用要求;从软件上来说,本文基本完成了组合导航算法,为以后的研究奠定了基础。
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