SINS-GPS-電子羅盤(pán)組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展，采用MEMS技術(shù)的慣性測(cè)量單元具有體積小、成本低以及較高的可靠性等優(yōu)點(diǎn)，近來(lái)在導(dǎo)航系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。這大大推動(dòng)了以低功耗、低成本、高可靠性、精度適中的組合導(dǎo)航系統(tǒng)在民用領(lǐng)域的發(fā)展。論文基于Cortex-M4為內(nèi)核，提出并設(shè)計(jì)了SINS/GPS/電子羅盤(pán)多傳感器組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，融入卡爾曼濾波算法，充分利用各導(dǎo)航子系統(tǒng)之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的特點(diǎn)，有效地提高了導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和可靠性。
　　論文首先根據(jù)導(dǎo)航計(jì)算

2、機(jī)的應(yīng)用背景和工作環(huán)境等因素，對(duì)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的性能需求進(jìn)行了分析，論文確立了以ST公司的STM32F407VGT6處理器為核心的硬件電路設(shè)計(jì)方案，并在該方案的基礎(chǔ)上，提出了導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的軟件總體方案設(shè)計(jì)。為滿足導(dǎo)航計(jì)算機(jī)體積小型化要求，系統(tǒng)選用了基于MEMS技術(shù)的慣性測(cè)量單元和三軸電子羅盤(pán)芯片，同時(shí)加入GPS接收機(jī)輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　然后詳細(xì)的研究了組合導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)，選用了合適的電子元件搭建了硬件電路。硬件電路設(shè)計(jì)主要包

3、括了傳感器及MCU的電源設(shè)計(jì)、控制器外圍工作電路的設(shè)計(jì)以及傳感器數(shù)據(jù)采集外圍電路。同時(shí)還為導(dǎo)航計(jì)算機(jī)嵌入SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、TFT液晶顯示模塊。
　　在完成的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)上，需要為其嵌入高效的軟件程序才可以發(fā)揮導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的硬件資源和基本性能，論文針對(duì)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)。首先編寫(xiě)傳感器的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)控制器與外部設(shè)備的成功通信；接著根據(jù)傳感器的工作原理，簡(jiǎn)要介紹了適用于工程的四元數(shù)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的算法；