基于TMS320C6748的弹载组合导航系统硬件平台设计与实现

发布时间：2020-04-13 07:37

【摘要】：随着当今世界战争形势的转变,局部战争频发,武器弹药的精确制导化成为当前各国的研究热点,目前,基于INS/GPS的组合导航系统由于能弥补单独导航系统的不足而备受青睐,然而由于组合导航系统应用环境的恶劣性,所设计出的组合导航系统必须能进行数据的快速实时采集和处理,而数据的采集、处理能力与硬件平台的搭建密不可分,因此对系统的硬件平台设计提出了更高的要求。根据弹载应用环境和组合导航系统的功能需求,设计了基于TMS320C6748与XC6SLX16的组合导航系统小型硬件平台。本文首先通过对弹载组合导航系统的应用环境和功能需求进行分析,确定了以DSP、FPGA分别作为核心数据处理芯片、控制芯片的硬件系统总体设计构架,对组合导航系统中各个模块的电路设计和软件程序设计进行了详细介绍;然后对组合导航系统中惯性器件间数据不同步问题和IMU/GPS数据不同步问题的产生机理和危害进行了详细分析,针对惯性器件间数据不同步问题进行了matlab下的高动态轨迹仿真试验,试验证明即使毫秒级别的误差也会对弹体轨迹产生百米级的影响,验证数据同步的必要性,并提出了惯性数据同步方案,而针对IMU/GPS数据不同步问题提出了详细的误差补偿方法。最后通过微惯性测量单元的标定实验证明本文设计的硬件平台能实现数据的正常采集、导航解算和存储功能;通过多次惯性车载试验和多次组合导航车载试验,证明提出的惯性数据同步方案、IMU/GPS数据同步方案能有效降低系统的导航误差,提高了组合系统的导航精度。多类型试验表明,本文设计的组合导航系统能满足设计需求,具有一定的工程应用价值。
【图文】：

MEMS加速度计MEMS陀螺仪XYZO图 2.2 MIMU 组合示意图的设计需求、以往的设计经验对 MEMS 传感器进行选I 公司生产的 Model 1521L 型传感器，该传感器可以测 角速率传感器采用 SENSONOR 公司的 STIM210 型传感为±400°/s，同时该传感器能同时输出三轴向的温度信息度环境，MEMS 惯性传感器实物图如图 2.3 所示。

满足弹载组合导航系统的小型化设计。图 5.1 导航解算平台实物图5.1.1 系统数据传输验证和数据存储验证试验系统上电启动后，总体工作流程如图 5.2 所示。为了验证系统数据传输和数据存储功能，本次试验对 DSP 中加载数据回传程序，即 FPGA 通过 UPP 传给 DSP 的原始数据并不进行导航解算，，而是再次全部回传给 FPGA 进行数据存储。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ410.3;TN967.2

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本文编号：2625768