论文摘要：INS-GPS/北斗组合导航平台设计与实现

摘  要

惯性/卫星组合导航系统是组合导航中的重点研究领域，目前的组合导航平台大多选用GPS作为子系统，本文设计的组合导航平台中卫星导航系统为双模可选的，可选择北斗或GPS系统与惯导系统进行组合。

本文首先介绍了捷联惯性导航系统和卫星导航系统的基本工作原理和误差模型，对组合导航的两种基本模式进行了对比。介绍了一种组合导航中的滤波理论，即扩展卡尔曼滤波。完成了组合导航滤波器设计，对松耦合、紧耦合的组合方式以及输出校正、实时反馈校正和分频反馈校正进行了仿真研究。

设计了基于DSP+FPGA的组合导航平台，根据DSP、FPGA以及GPS/北斗双模输出模块UM220的硬件结构进行了相应的外围电路设计，包括电源电路、时钟电路、JTAG和AS电路、232和422接口电路等。设计了6层的PCB板，完成PCB布局布线。

编写DSP的初始化程序、bootloader程序、FLASH烧写程序，配置相关寄存器和中断，实现DSP对FLASH的读写进而实现自启动，以中断的方式接收FPGA传输过来的原始数据，完成组合导航解算后将解算结果发送给FPGA。编写DSP的解算主程序，包括中断子程序、惯导解算子程序、GPS/北斗数据提取子程序以及卡尔曼滤波子程序。编写FPGA的Verilog程序，实现通过FPGA进行陀螺仪422信号、加速度计脉冲数、UM220串口输出的采集以及接收DSP组合导航解算后的数据，将解算结果发送给液晶显示模块或通过232或422发送给上位机。编写了上位机显示控制界面和液晶显示程序。

关键词：INS-GPS/北斗，松耦合，组合导航平台

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