基于FPGA的光纖陀螺捷聯(lián)慣導的應用研究.pdf

1、光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)以數(shù)學平臺代替了實體平臺,是一種十分先進的慣性導航系統(tǒng)。其與平臺式導航系統(tǒng)比較,具有體積小,重量輕,成本低,可靠性高的特點。因此,國內外對這方面的研究都比較多。而光纖陀螺以其壽命長、瞬時啟動、結構簡單、全固態(tài)等優(yōu)點而得到廣泛的應用。本論文以實際工程項目為背景,對光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)進行了研究分析,完成了核心板的硬件及軟件設計。
　　傳統(tǒng)的光纖陀螺捷聯(lián)慣導系統(tǒng)板硬件設計以DSP+FPGA為核心,出現(xiàn)了體積大,接口

2、通訊復雜,功耗大等問題。本論文針對傳統(tǒng)硬件問題,提出了全新的基于Smart Fusion FPGA的硬件設計,該芯片集FPGA+ARM于一體。各硬件單元以該FPGA為核心,完成FPGA最小系統(tǒng)的設計,在FPGA中完成了SPI,UART,I2C,TIMER等設計,并在FPGA中實現(xiàn)了光纖陀螺的脈沖采集。加速度計作為測量單元的一部分,對其數(shù)據(jù)的采集也至關重要,本文針對NV-QA101撓性加速度計的電流信號,設計了放大調理電路,采用高精度24

3、位AD轉換芯片,進行了數(shù)據(jù)采集。
　　為確定慣性敏感器對給定應用的適應性,本論文針對光纖陀螺慣性測量單元進行了標定,首先建立了三軸光纖陀螺和三軸加速度計的靜態(tài)誤差模型,在理想情況下推導出了模型中各個相關量的計算公式,在此基礎上提出了十二位置法進行光纖陀螺的零偏及加速度計零偏、標度因數(shù)、安裝誤差、二次項系數(shù)的實驗測定,考慮到溫度的影響,對零偏、安裝誤差等建立了溫度的三階模型。在MATLAB中使用robustfit函數(shù),擬合出各項系數(shù)