【摘 要】
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航空重力测量是一种有效的获取大区域高精度重力场信息的重力测量方式,具有经济、高效、方便灵活等特点,拥有广阔的应用前景和发展空间。本文以航空重力测量为应用背景,基于
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航空重力测量是一种有效的获取大区域高精度重力场信息的重力测量方式,具有经济、高效、方便灵活等特点,拥有广阔的应用前景和发展空间。本文以航空重力测量为应用背景,基于捷联式航空重力仪的需求,设计并实现了捷联式航空重力仪数据采集控制系统,其主要的研究工作和创新成果如下：以航空重力测量基本理论为基础,确定航空重力测量系统构成,设计了FPGA、 MCU、DSP组合的数据采集控制系统硬件架构和系统整体方案,并完成了嵌入式系统的硬件设计。设计了FPGA内部各功能模块,实现了系统传感器数据的实时采集与多传感器数据的时间同步；完成了数据流的控制,实时存储数据并向导航计算机提供组合解算原始数据；实现了文件管理的基础,配合MCU完成文件管理工作。模块测试结果表明,各功能单元工作正常,时间同步精度达到设计要求。设计并实现了MCU系统、导航计算机DSP系统与上位机监控系统,完成了硬盘底层驱动、文件系统协议、USB驱动等重要软件设计,配合FPGA模块,实现了硬盘管理、嵌入式文件管理、USB回收硬盘数据等功能；实现了SINS/GPS组合的实时解算,能实时提供稳定可靠的姿态信息；实现了数据与系统状态的实时监控。针对系统进行了室内外实验,实验结果表明,本文所实现的系统环境适应性强,性能稳定可靠,能准确接收并存储传感器数据帧和在线解算结果；数据文件能够稳定、高速、方便地回收；在线解算的姿态信息精度高；数据与系统状态实时监控正常。本论文在软硬件方面所做的研究工作和取得的研究成果对捷联式航空重力测量系统的应用具有重要的实用价值。
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