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捷联惯性导航系统具有结构简单、体积小、成本低、可靠性高、不受外界条件干扰、完全自主导航等优点。本文在介绍了捷联惯性导航系统的工作原理的基础上,设计了捷联惯性导航系统。
作者在国内外已经取得的科研成果基础上,对捷联惯性导航系统姿态解算的各种算法进行了深入地分析,选择四元数法进行姿态解算,利用四阶龙格-库塔算法进行数值求解,并进行算法仿真和半实物仿真,仿真结果表明,相对误差小于0.0053%。
基于TI公司的高速32位浮点DSP TMS320C6713B设计了捷联惯性导航系统姿态解算电路,每次姿态解算时间为36微秒。静态条件下,120秒的姿态误差为0.027°;动态条件下,120秒的姿态误差为4.4°。另外,对与之相关的电源电路、时钟电路、FLASH扩展电路、串行口扩展电路等进行了阐述。
试验结果表明,解算的精度和速度能够满足捷联惯性导航系统对速度和精度的要求;DSP系统能够满足捷联惯导系统对稳定性的要求,实现了最初的研制目标。