基于雙DSP的光纖陀螺SINS-GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)硬件電路研究.pdf

1、光纖陀螺儀自誕生以來(lái)由于具有全固態(tài)，壽命長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)范圍大，瞬時(shí)啟動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕等突出優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛應(yīng)用。光纖陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(SINS)具有鮮明的特點(diǎn)，但目前國(guó)內(nèi)的光纖陀螺長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，可與GPS構(gòu)成組合導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)取長(zhǎng)補(bǔ)短。 系統(tǒng)采用一塊DSP運(yùn)行SINS/GPS組合算法已很難滿足日益提高的數(shù)據(jù)輸出更新率要求，可采用兩塊DSP，其中一塊運(yùn)行捷聯(lián)算法，另一塊運(yùn)行組合濾波算法，二者配合工作。 論文首先分別

2、介紹了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航和組合導(dǎo)航即卡爾曼濾波算法的原理，給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。重點(diǎn)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)板的硬件電路和部分軟件，包括陀螺數(shù)據(jù)采集電路、加速度計(jì)數(shù)據(jù)采集電路、溫度數(shù)據(jù)采集電路、外部通信接口電路和程序引導(dǎo)裝載電路等。采用DSP和FPGA相配合的數(shù)據(jù)采集和傳輸方法可靠、集成度高。 由于兩塊DSP配合工作，二者之間的數(shù)據(jù)傳輸必不可少，可利用TMS320VC33自身的同步串口實(shí)現(xiàn)雙DSP的無(wú)縫連接，該方法準(zhǔn)確可靠。對(duì)同步串口對(duì)應(yīng)的各

3、個(gè)映射寄存器進(jìn)行正確的配置是同步串口可靠工作的前提和保證。 在DSP軟件設(shè)計(jì)方面，采用C語(yǔ)言和匯編混合編程，能充分發(fā)揮兩種語(yǔ)言各自的優(yōu)點(diǎn)。各種數(shù)據(jù)接收、發(fā)送及算法程序均采用中斷的方式，使系統(tǒng)程序緊湊、高效。由于DSP最終要脫離PC機(jī)仿真環(huán)境單獨(dú)運(yùn)行，所以必須具有上電后并行自舉功能，因此設(shè)計(jì)了BootLoader軟件即正確編寫(xiě)B(tài)oot表。 實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)方法達(dá)到了光纖陀螺SINS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)的要求，并為今后系統(tǒng)