制导炮弹遥测监控视景仿真系统研究

发布时间：2021-04-11 10:10

　　遥测监控是现代炮弹研发过程中必不可少的环节，目前遥测系统可实时跟踪获取炮弹的姿态参数、环境参数和工作状态等，但数据显示不直观，不利于监控和显示炮弹飞行轨迹。本文把遥测技术和视景仿真技术相结合，利用遥测系统获得的弹道轨迹参数，实时驱动三维场景直观形象地显示炮弹运动状态，且可多次重复观察研究炮弹飞行过程、节约炮弹研发成本、提高研发效率。本论文工作内容如下：1.完成了制导炮弹遥测监控系统硬件设计，该硬件设计主要包括：STM32F103ZE主处理器和电源外设电路、以及由U-blox模块负责GPS卫星定位、SIM900A通信模块并结合MPU6050陀螺仪以及地磁检测传感器HMC5883L模块。2.针对在导航过程中由三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴地磁计以及GPS信号接收模块产生的数据，在经过采集、数据处理、数据传输后。在视景客户端接收由TCP/IP协议传输并处理过的数据，并在终端实现实时视景仿真。3.针对制导炮弹内部装有多个弹载传感器同步采集的数据的情况，论文采取卡尔曼滤波算法来实现多传感器数据融合。并理论上推导证明了卡尔曼滤波算法有色噪声的白色化处理，能够更好更精确地对制导炮弹的姿态以及地磁数据... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

系统结构层次图

中北大学学位论文 综合上述性能本文设计的核心处理器采用基于 ARM7 系列的 STM32F103ZE 芯速度计检测模块采用MPU6050传感器；地磁和气压检测模块采用HMC5883L传感星通信模块采取 SIM900A 模块；卫星定位模块采用 u-blox 模块。针对遥测系统要完成诸多功能，硬件系统主要由中央处理器、加速度计检测模块磁和气压检测模块、卫星通信模块、卫星定位模块、数据处理中心模块等。遥测系件结构如图 3.1 所示。

中北大学学位论文 调试（SWD）与 JTAG 接口调试两种方式。同时具备 12 个通道的 DMA 控制器。且时支持定时器、ADC、DAC、SPI、I2C（SMBus/PMBus）和 UART（ISO7816 接口LIN，IrDA 兼容，调试控制）外设接口。3 个 SPI 接口（18 Mbit/s），两个和 IIS 复用CAN 接口（2.0B），USB 2.0 全速接口，SDIO 接口；具备 114 个快速 I/O 端口，可接16 个外部中断向量的外部端口映射，共有 11 个定时器，其中 4 个 16 位定时器，每定时器有 4 个 IC/OC/PWM 或者脉冲计数器[16]，2 个 16 位的 6 通道高级控制定时器：最多6个通道可用于PWM输出，2个看门狗定时器（独立看门狗和窗口看门狗），Syst定时器：24位倒计数器；2个 16位基本定时器用于驱动 DAC[16]。其工作温度一般为-40至+85°C 或 105°C。外部总线和内部逻辑的工作电压一般均为 2-3.6V 左右，而 I/O 一般接受 5V 左右的工作电压，内核休眠工作电压低，能够有效降低系统功耗。


本文编号：3131064