基于
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多线程的小型组合导航系统设计
王 彤!马建仓
!
秦 涛! 齐金刚
"西北工业大学 电子信息学院
!
陕西 西安
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摘要
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将
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与
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组合起来可以充分发挥二者的优势!是一种实用的导航方式$ 但是传统的设 计方案 都是在 双 端
口
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的基础上进行数据存储与传输的!因此会带来体积大%成本高%功耗大等问题$ 基于 小型化
&'(.()*(
组合导
航系统的目的!本设计采用
/('.0)1(
多线程编程技术对
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数字信号处理器进行程序设计$ 工程实现的
结果证明!所 设计的系统不仅导航功能完整%性能稳定!更具有成本低%体积小和功耗低的特点!在普通 的导航领域有
一定的应用价值$
关键词! 组合导航&
-8-(
&多线程&双端口
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中图分类号!
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文献标识码!
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文章编号
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捷 联 惯 性 导 航 !
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" 是 随 着
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技 术 的 发展 而 逐 渐成 熟 的 一种 新 兴 技
术#已经成为了一个国家科 技发展 水 平的重 要标志 之一% 捷
联式惯性导航系统省去了 惯性平 台 #直接 将惯性器件安装在
载体上#所以结构简单&体积小 &维护方便% 它不依赖外界 信
息
#也不向外界辐射能量#因此不 易受到干 扰#是 一种自 主导
航 方 式
"
但存 在 误 差积 累 & 对 准 时 间 长 并 且 不 能 提 供 时 间 信
息等缺点%
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作为一种家喻户晓的卫星导航系统却不存 在
上述问题#而且导航精度较高%但
&'(
信号容易被遮挡#数据
率较低并且无法再高动态中使用% 若将
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与
()*(
取长补
短#组 合 起 来 设 计 导 航 系 统 #便 可以实现捷联惯导与
&'(
的
优势互补% 在众多应用领域中#二者的有机组 合是必要的#即
使 采 用 低 精 度 的
-8-(
传 感 器 #
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组 合 导 航 系 统 在
许多应用领域中也可以满足用户的导航定 位需求%
为了使
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组合导航系统体积更小&成本更低#系
统在单片机和
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进行数据通信 时 # 没 有采用常用的 双 口
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思想来实现数据缓存功能#而是充分利用了
/('
强大
的数据处理能力# 利用
__(
环境提供的
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多线 程工
具进行程序进行设计
# 将单片机发送的数据存储在
/('
的扩
展
+,-
中#再进行数据的读取与处理#从而减小了系统体积%
"
系统的硬件组成和工作原理
研制 的组合 导航系统由传感 器单元
];^
&信号采集单元&导
航解算与组合单元等组成% 具体的硬件组成如图
=
所示%
BCB
传感器单元
传感 器单元 包括微惯性测量 单 元 !
-)-`
"及其信号放大
电路&磁阻传感器&高度计模块和
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模块#具体硬 件框图 如
图
=
所示%
微惯 性传感 单元是本设计中 微惯性测量单元的核 心 #包
括
-8-(
陀 螺 和 加 速 度 计 两 部 分 % 其 中 陀 螺 选 用 的 是
,/a+:%;
#它 是 由
,/
公 司 研 制 的 一 款 功 能 全 &低 成 本 的 单
轴角速率传感器#具有体积小&性能稳定的特点% 芯片上提供
两个 自测功 能引脚和一个温 度补偿输出引脚 #用户 可 以 通 过
编程通过温度补偿算法进一步提高陀 螺信 号输出的精度% 加
速度 计选用 的是
,/
公司 的三轴加速度计
,/ab337
#既可以
用来 测量重力引起的静态加 速度
# 也可以用来测量 由 运 动 &
冲击或者振动引起的动态加速度#
3
个输出引脚上可各自用
电子设计工程
8UJEIK?@CE /JN CA@ 8@AC@JJKC@A
第
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卷
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第
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期
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年
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月
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收稿日期!
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稿件编号!
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作者简介! 王 彤 "
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'#!男!河南杞县人! 硕 士!助理工程师$ 研究方向(导航控制$
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