MEMS-IMU-GPS組合導航系統關鍵技術研究.pdf

1、MEMS-IMU/GPS組合導航系統具有低成本、低功耗、小體積、輕質量及易批量生產等優(yōu)點，因此有巨大的軍事、民用價值和廣闊的應用前景，本文針對M-IMU的集成、分布式導航計算機的軟硬件設計、組合導航系統關鍵技術等開展了較為深入地研究，所作的主要工作可歸納為如下幾個方面：
　?。?）組合系統的硬件平臺搭建。完成了以MEMS慣性器件組成的慣性測量單元集成；完成以DSP+FPGA為核心的MEMS-IMU/GPS分布式組合導航計算機設計，

2、并對其進行了軟、硬件調試；采用16位AD轉換芯片和FPGA實現高精度數據采集；采用FPGA控制接收GPS接收機輸出的導航電文，同時實現DSP和PC機的通信。
　　（2）組合導航系統的關鍵技術研究。針對MEMS-IMU/GPS組合導航系統不同坐標系下的數據融合，提出了不同導航坐標系下的坐標系統一方法；利用GPS接收機輸出的1PPS脈沖，結合FPGA、DSP內部的RAM、定時器、中斷等相應的硬件資源與軟件相結合，實現了M-IMU和GP

3、S的數據同步。
　?。?）設計了速度/位置組合的MEMS-IMU/GPS組合濾波器。給出了慣導系統誤差方程、GPS誤差方程以及速度位置組合的狀態(tài)方程和測量方程，并對狀態(tài)方程和觀測方程進行離散化，最后實現了組合系統開環(huán)卡爾曼濾波器。
　　（4）建立了MEMS-IMU/GPS組合導航的實驗系統，并進行了跑車實驗。測試結果表明，設計的組合導航計算機能夠滿足系統需要，為今后進行MEMS-IMU/GPS組合系統進一步實驗研究奠定了良好