题目：三波束激光多普勒测速仪信号采集与处理系统设计

激光多普勒测速技术利用激光的多普勒效应直接测量载体的地速及航偏角，具有测速精度高、完全自主、抗干扰性能好、反应快等优点，将其与惯性导航系统进行组合可以提高导航精度，已成为导航领域的重要发展方向。论文以“为车载自主导航系统提供高精度速度信息”为背景，对三波束激光多普勒测速仪信号采集与处理系统的设计展开研究。主要内容包括以下几个方面：

1）为了减小载体颠簸摇晃引起的测速误差，提出了三波束配置的测速模型，并对其测速原理进行介绍。然后从多普勒频移原理出发，通过旋转矩阵的复合变换推导出测速误差与安装误差间的函数关系，分析了三个安装误差角对三维测速精度的影响，并对旋转矩阵采用Bursa模型线性化后在整体最小二乘准则下给出安装误差角的最优估计，实现测速误差的补偿。

（2）为了减小随机误差和野值对测速精度的影响，提出了一种自适应卡尔曼滤波算法。以“当前”统计模型为基础，结合车载测速仪实际特点建立了系统的状态空间模型，并利用速度观测值与预测值之间的偏差进行加速度方差自适应调整，同时根据卡尔曼滤波算法中新息的正交特性和速度估计误差，给出了能够剔除野值并实时反映路面特征的观测噪声方差自适应算法。

（3）根据系统的设计要求给出了系统设计的总体方案。对信号采集模块的设计原理进行详细阐述。给出了DSP作为核心处理器的程序流程图，并对软件开发过程中需要注意的内容进行说明。根据FPGA作为协处理器需要完成的功能对内部各个模块的具体实现方法进行了介绍，并给出了各模块的设计结果。

（4）将电路系统与光路系统相结合搭建了三波束激光多普勒测速仪样机。对样机中电路系统进行了频率提取实验，结果表明电路系统能够完成对三路信号的正确采集，在整个频率测试范围内测频均值相对误差优于0.008%；在室外进行了车载测速实验，结果表明样机能够正常进行工作，具备测速功能。针对实验中存在的问题，提出后续改进措施。