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基于FPGA的组合导航系统解析

消耗积分:0 | 格式:rar | 大小:0.4 MB | 2017-11-22

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项目背景及可行性分析
　　1.项目名称、项目的主要内容及目前的进展情况
　　项目名称： 基于FPGA的组合导航系统
　　项目的主要内容及目前的进展情况：本项目主要研究基于MicoBlaze导航处理器的组合导航的作用原理及其实现。目前已经完成大部分软件程序的编制，现已完成外围电路模块的研制工作。
　　2.项目关键技术及创新点的论述；
　　（1） 采用低成本MEMS加速度计和陀螺仪设计惯导单元。
　　（2） 引入3轴磁阻传感器解决惯导单元的初始对准问题。
　　（3） 采用GPS+IMU+COMPASS的结构来设计自主导航系统。
　　（4） 多传感器冗余技术，满足多种需要。
　　（5） 采用气压计获得高度信息。
　　（6） 基于MEMS惯性器件的初始对准。
　　（7） 采用Labview设计系统演示界面。
　　3.技术成熟性和可靠性论述：
　　微型惯性传感器与传统的惯性传感器相比，具有体积小，重量轻，成本低，功耗低，可靠性高和寿命长等优势。在车辆导航和控制，机器人，无人机导航，武器制导等领域有着广阔的应用前景。然而目前其精度还比较低，导致其应用受到一定的限制。GPS接收机与微型惯性测量单元的结合可以取长补短，大大提高输出数据更新率，防止导航定位误差随时间积累，并且提高了可靠性和抗干扰能力，为低成本，轻小型导航与制导系统提供了一个非常有吸引力的方案，成为设计者的最佳选择，也是目前导航定位技术发展的主要方向之一。
　　目前购买一套国外的低成本的组合导航装置的价钱也在10万元以上，为了降低成本使导航装置更加符合车辆等民用场合的导航。我们采用ADI的低成本的加速度计和陀螺仪利用PowerPc处理器设计了一个完备的导航系统。
　　项目实施方案
　　1.方案基本功能框图及描述
　　基于FPGA的组合导航系统解析
　　2.需要的开发平台
　　经过详细的分析论证本方案采用Spartan-3E开发平台进行设计完全可以满足系统的需求。
　　3.方案实施过程中需要开发的模块
　　本方案中需要研制惯性导航单元，主要包括电子罗盘模块，压力计模块，加速度模块，陀螺仪模块和温度模块。以上模块都采用自己购买相应元器件进行开发的方式进行。
　　4.系统最终要达到的性能指标
　　论述本项目最终完成时所设想达到的目标。
　　本方案最终要达到一下目标
　　精确而实时位置坐标。
　　不受动态学影响的高精度航向角。
　　经气压高度表校正后的精确海拔高度。
　　精确的沿着3个轴向的速率和加速度。
　　精确的3个轴向角速度。
　　需要的其它资源
　　1.设计输入输出功能子板
　　子版采用SPI接口与主板通信，输出口采用主板上的串行口进行输出。
　　2.测试设备
　　测试设备目前仅有万用表、示波器这两个设备。
　　3.方针、开发工具
　　ISE，Embedded Development Kit （EDK） and Platform Studio，modsim。
 
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