捷联惯导系统数据采集与处理技术探索

"该资源是一篇哈尔滨工程大学硕士研究生刘凤举的学位论文，主题聚焦于捷联惯导系统的数据采集与处理技术，属于导航、制导与控制专业，导师为吴简彤。论文详细探讨了捷联惯导系统的基本原理、惯性器件（如压电陀螺和石英加速度计）的工作原理、应用及性能指标，并设计了相关的硬件电路和软件程序。" 在捷联惯导系统（ Strapdown Inertial Navigation System, SINs）的研究中，论文首先概述了捷联惯导系统的基本工作原理，这是基于惯性测量单元（IMU）的导航技术，无需物理平台，能实时计算载体的位置、姿态和速度。惯性器件，主要包括陀螺仪和加速度计，是系统的核心，它们分别用于测量载体的角速度和线加速度。 接着，论文深入讨论了惯性器件的基本知识，如压电陀螺利用压电效应来检测旋转运动，而石英加速度计则依赖石英晶体的物理特性测量加速度。这些器件的性能指标，如精度、稳定性、漂移等，对整个捷联惯导系统的性能至关重要。 在硬件设计部分，论文设计了一套包括微型计算机PCI04、陀螺仪、加速度计、A/D转换器在内的数据采集和预处理电路。其中，A/D转换器用于将传感器的模拟信号转化为数字信号，以便计算机处理。论文对比了不同的A/D转换芯片，如ADS7805和AD7708，并选择了适合的高速高精度AD转换芯片ADS7805，结合CPLD（复杂可编程逻辑器件）和PCI04总线接口，构建了数据采集处理电路。 此外，论文还介绍了微机械惯性姿态测量系统的工作原理，这种系统通常基于微电子机械系统（MEMS）技术，具有小型化、低成本的特点。论文详细阐述了各接口电路的实际原理图，为实现高效、精确的数据采集提供了硬件基础。 最后，软件方面，论文提到了使用TurboC语言开发的软件程序，以及基于CPLD的硬件逻辑语言VHDL编写的实际程序代码，这些代码用于控制数据采集和处理过程，并给出了相应的仿真波形图，以验证硬件和软件设计的正确性和有效性。 关键词：捷联惯性导航系统、姿态测量系统、数据采集、PCI04、CPLD，涵盖了该研究的主要技术领域和关键组件。