题目：高动态捷联惯导并行算法与 SOPC实现研究

针对捷联惯导系统在高超声速飞行器、随钻测量仪器等运载体中的应用，研究了高动态运动环境中快速、高精度导航算法及并行实现方式。根据高动态运动环境的特点优化了捷联惯导解算算法，并对高动态捷联算法进行了并行化设计，基于捷联惯导并行算法设计了SOPC导航计算机，实现了捷联解算的全并行执行。论文主要研究内容包括：

1、研究了捷联惯导解算的参数更新过程，总结了导航参数更新过程中载体姿态、速度、位置及地球参数的算法；利用三子样算法得到了载体坐标系更新等效旋转矢量的优化表达式；根据划桨运动环境中载体运动曲线，得出了速度旋转效应补偿项、划桨效应补偿项优化表达式的计算方法；分析了位置更新过程中的旋转效应和涡卷效应，利用双子样算法推导得出了位置旋转效应补偿项、涡卷效应补偿项的优化表达式。

2、分析了捷联解算流程，研究了捷联解算参数更新的串并关系；根据参数的串并关系，确定了捷联解算更新算法的模块分解方法和更新顺序。介绍了各个算法模块的输入输出信号，并根据模块内部的运算流程设计了状态机；用Verilog HDL编写了逻辑功能文件，通过功能仿真验证了算法模块的正确性；然后在算法模块化的基础上，对解算过程中的向量、矩阵等运算进行并行化设计，提高了解算过程的并行度。

3、捷联惯导系统的软硬件设计，硬件包括：三轴光纤陀螺组件、三轴加速度计组件及其信号采集电路、SOPC导航计算机；软件部分包括捷联惯导解算软件和上位机采集界面程序。基于SOPC导航计算机架构设计了全并行执行方案，并将算法模块自定制为IP核。搭建了捷联惯导系统样机，通过分析半实物仿真试验的结果，验证了捷联惯导并行算法SOPC实现的可行性。