基于FPGA的組合導(dǎo)航系統(tǒng)解析

項目背景及可行性分析
　　1.項目名稱、項目的主要內(nèi)容及目前的進展情況
　　項目名稱： 基于FPGA的組合導(dǎo)航系統(tǒng)
　　項目的主要內(nèi)容及目前的進展情況：本項目主要研究基于MicoBlaze導(dǎo)航處理器的組合導(dǎo)航的作用原理及其實現(xiàn)。目前已經(jīng)完成大部分軟件程序的編制，現(xiàn)已完成外圍電路模塊的研制工作。
　　2.項目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點的論述；
　?。?） 采用低成本MEMS加速度計和陀螺儀設(shè)計慣導(dǎo)單元。
　?。?） 引入3軸磁阻傳感器解決慣導(dǎo)單元的初始對準問題。
　?。?） 采用GPS+IMU+COMPASS的結(jié)構(gòu)來設(shè)計自主導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　（4） 多傳感器冗余技術(shù)，滿足多種需要。
　?。?） 采用氣壓計獲得高度信息。
　?。?） 基于MEMS慣性器件的初始對準。
　?。?） 采用Labview設(shè)計系統(tǒng)演示界面。
　　3.技術(shù)成熟性和可靠性論述：
　　微型慣性傳感器與傳統(tǒng)的慣性傳感器相比，具有體積小，重量輕，成本低，功耗低，可靠性高和壽命長等優(yōu)勢。在車輛導(dǎo)航和控制，機器人，無人機導(dǎo)航，武器制導(dǎo)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而目前其精度還比較低，導(dǎo)致其應(yīng)用受到一定的限制。GPS接收機與微型慣性測量單元的結(jié)合可以取長補短，大大提高輸出數(shù)據(jù)更新率，防止導(dǎo)航定位誤差隨時間積累，并且提高了可靠性和抗干擾能力，為低成本，輕小型導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)提供了一個非常有吸引力的方案，成為設(shè)計者的最佳選擇，也是目前導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。
　　目前購買一套國外的低成本的組合導(dǎo)航裝置的價錢也在10萬元以上，為了降低成本使導(dǎo)航裝置更加符合車輛等民用場合的導(dǎo)航。我們采用ADI的低成本的加速度計和陀螺儀利用PowerPc處理器設(shè)計了一個完備的導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　項目實施方案
　　1.方案基本功能框圖及描述
　　
　　2.需要的開發(fā)平臺
　　經(jīng)過詳細的分析論證本方案采用Spartan-3E開發(fā)平臺進行設(shè)計完全可以滿足系統(tǒng)的需求。
　　3.方案實施過程中需要開發(fā)的模塊
　　本方案中需要研制慣性導(dǎo)航單元，主要包括電子羅盤模塊，壓力計模塊，加速度模塊，陀螺儀模塊和溫度模塊。以上模塊都采用自己購買相應(yīng)元器件進行開發(fā)的方式進行。
　　4.系統(tǒng)最終要達到的性能指標
　　論述本項目最終完成時所設(shè)想達到的目標。
　　本方案最終要達到一下目標
　　精確而實時位置坐標。
　　不受動態(tài)學(xué)影響的高精度航向角。
　　經(jīng)氣壓高度表校正后的精確海拔高度。
　　精確的沿著3個軸向的速率和加速度。
　　精確的3個軸向角速度。
　　需要的其它資源
　　1.設(shè)計輸入輸出功能子板
　　子版采用SPI接口與主板通信，輸出口采用主板上的串行口進行輸出。
　　2.測試設(shè)備
　　測試設(shè)備目前僅有萬用表、示波器這兩個設(shè)備。
　　3.方針、開發(fā)工具
　　ISE，Embedded Development Kit （EDK） and Platform Studio，modsim。
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