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《西北工业大学》 2005年
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DSP在INS/GPS组合导航系统中的应用

黎玉刚  
【摘要】:导航技术是实现火箭弹精确打击的制导与控制任务的关键。本文主要以适用于常规火箭弹制导化的组合导航系统为背景,在综合研究现代导航系统性能以及组合导航系统基本理论的基础上,针对火箭弹制导化的特点研究了易于工程实现的基于卡尔曼滤波的组合导航系统信息融合技术,提出了一种利用DSP实现的嵌入式INS/GPS组合导航系统方案并重点研究了组合导航系统接口子系统的软、硬件实现。 首先,阐述了INS惯性导航系统和GPS全球定位系统的基本原理,在此基础上阐述了INS/GPS系统组合的原理,着重分析、阐述了捷联式惯性导航系统算法中最为关键的姿态矩阵的定时增量求解算法。 其次,系统地研究了组合导航系统中的信息融合技术,在分析对比了INS/GPS的各种组合模式优缺点后,针对火箭弹导航系统,深入研究了基于卡尔曼滤波的位置、速度组合模式的信息融合算法,并给出了相应的状态方程和量测方程。 第三,针对弹载导航系统要求成本低、体积小、高可靠性的特点,研究并给出了双DSP结构的嵌入式INS/GPS组合导航系统方案。在给出组合导航系统的总体设计方案后,重点研究了组合导航系统接口子系统的软硬件实现。 第四,结合主、从式导航计算机系统的特点,给出了以双口RAM器件作为共享存储器,通过独特的软件分区处理设计实现导航计算机系统主、从计算机之间快速、可靠的通信的系统设计方法,并给出了利用ST16C554D对接口子系统的串口进行扩展的一种简便实用的方法。 最后,对组合导航系统接口系统进行了软硬件调试,进而对组合导航系统进行了系统联调和相关的系统实验并给出了相应的实验结果。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TJ415

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 殷红珍;唐硕;黄勇;泮斌峰;;组合导航系统快速原型设计[J];计算机辅助工程;2008年03期
2 邹翔;刘芸;任平;许志;;亚轨道飞行器再入段导航制导快速原型设计[J];微处理机;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵占祥;GPS/SINS/MMW复合制导关键技术研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张旻;基于MEMS惯性器件的SINS+GPS导航系统及输入信号研究[D];中国海洋大学;2009年
2 刘培伟;GPS/SINS组合导航系统仿真研究[D];长春工业大学;2010年
3 杨波;GPS/GLONASS/INS组合导航系统研究[D];西北工业大学;2007年
4 刘劲;基于MEMS的卫星天线伺服控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 陈江;基于DSP的捷联惯性/北斗组合导航计算机的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 佘浩平;杨树兴;;基于GPS/INS的制导型火箭弹系统概念设计[J];弹箭与制导学报;2003年S5期
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3 韩军海,谢玲,陈家斌;INS/GPS组合导航方式及应用前景[J];火力与指挥控制;2002年04期
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7 李宏生;基于DSP的主从式紧耦合捷联导航计算机[J];中国惯性技术学报;2001年03期
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9 黄丽斌,周百令,单茂华;基于DSP的MIMU/GPS组合导航系统研究[J];中国惯性技术学报;2003年03期
10 朱欣华;基于双口RAM的多CPU系统及其在惯性系统中的应用[J];中国惯性技术学报;1996年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 杨凡;李祥;涂军;;基于DSP的远程视频监控系统的研究和实现[J];安防科技;2008年01期
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5 樊亚文;马娟;;基于黑板结构的信息融合专家系统在水质监测中的应用[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2006年02期
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7 祝振军,王平;人体运动三维解析软件对量测精度的影响[J];安徽体育科技;2003年01期
8 李伟,杨晓翠;计算机显示系统及其编程控制[J];白城师范高等专科学校学报;2001年04期
9 王松;刘明光;石双双;杨罡;;基于卡尔曼滤波和神经网络的PMSM参数辨识[J];北京交通大学学报;2010年02期
10 许大浦,姜丽璠;论85-ⅡAP坦克陀螺仪组性能改进[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨为民;李龙澍;;基于GIT的信息融合在农业信息中的应用[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 隋树林;孙立宏;姚文龙;袁健;;融合改进UKF/SIFT信息的自主光学导航方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;The Improved Algorithm of UPF in Spacecraft Autonomous Optical Navigation[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 李耀军;潘泉;杨峰;李军伟;朱英;;基于多源信息融合的无人机感知与规避研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 付周兴;白永明;;基于TMS320F2812煤矿智能馈电开关的研究[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
6 刘俊宏;谷德峰;赖育网;易东云;;单通道测量条件下的DORIS实时定轨方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 杨霖;张永学;;增广无迹卡尔曼滤波在定位解算中的应用[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
8 卓睿;陈宗海;陈春林;;移动机器人的传感器数据融合[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 许竞;姜波;;摄像机运动下特征点追踪方法研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
10 邵刘军;程向红;王宇;;基于光纤陀螺旋转罗经系统的设计与实现[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张勤拓;机载导弹SINS动基座传递对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 田峰敏;水下地形导航模型求解与导航区初选策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈昊;基于DSP图像处理的鸡蛋新鲜度实时无损检测研究[D];华中农业大学;2010年
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
4 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
5 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
6 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
7 裴银肖;贝叶斯博弈信息融合模型及算法的研究和应用[D];郑州大学;2010年
8 史文韬;基于DSP的水下机器人嵌入式控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 韩书新;光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张斌;基于MIMU的捷联惯性导航系统数据采集与处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹东明,刘栖山,陈长青,郭劲;舰载光电跟踪设备视轴稳定分析[J];兵工自动化;2003年01期
2 陈宇晓,唐丹,张扬;GPS/GLONASS/DR组合定位技术[J];兵工自动化;2004年01期
3 黄盛林,姜海勋;高速混合PCB板的电磁兼容性设计[J];兵工自动化;2005年04期
4 周徐昌;沈建森;;惯性导航技术的发展及其应用[J];兵工自动化;2006年09期
5 刘准,陈哲;PINS静基座对准中的理论与算法的研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
6 姬伟;李奇;;光纤陀螺信号误差分析与滤波算法的研究[J];传感技术学报;2007年04期
7 万彦辉,裴听国,戴世荣;数字滤波器在微机械陀螺系统中的应用[J];传感器技术;2003年09期
8 傅建国,王孝通,李博,金良安,马野;MEMS陀螺随机误差模型研究[J];传感器技术;2005年03期
9 边德飞;熊智;刘建业;;基于双CPU的多传感器组合导航系统研究[J];传感器与微系统;2007年08期
10 张文博,范大鹏;基于最优小波包理论陀螺信号处理方法[J];传感器世界;2005年07期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘广军;组合导航系统的数据处理与仿真[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
2 杨艳娟;捷联惯性导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
3 张景伟;INS/GPS/SAR组合导航系统关键问题研究[D];西北工业大学;2003年
4 肖乾;多传感器组合导航系统信息融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 卢鸿谦;SINS/GPS组合导航性能增强技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李建文;GLONASS卫星导航系统及GPS/GLONASS组合应用研究[D];解放军信息工程大学;2001年
2 栗瑞江;低成本SINS/GPS组合导航系统研究[D];西北工业大学;2001年
3 易维勇;惯性导航及组合导航研究及仿真[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
4 李永义;双自由度天线运动控制系统研究[D];西北工业大学;2003年
5 潘敏;DSP及其在捷联航姿系统中的应用[D];西北工业大学;2003年
6 袁磊峰;用于卫星通信的舰载天线稳定系统的设计及工程实现[D];南京理工大学;2003年
7 林晓;组合导航技术研究及船载天线稳定系统设计[D];南京理工大学;2003年
8 侯淑华;低成本SINS/GPS组合导航系统算法研究及软件设计[D];西北工业大学;2002年
9 李学雷;超低速跟踪伺服系统研究[D];西北工业大学;2002年
10 朱新勃;基于DSP的卫星天线伺服控制系统的研究[D];西北工业大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 许刚;黄国荣;彭兴钊;薛冬;高圆;;卫星信号失效条件下SINS/GPS不同组合方式的性能比较[J];计算机应用研究;2012年10期
2 崔伟成;瞿军;刘林密;王天辉;;DSP代码生成技术在“随动系统”课程实验中的应用与实践[J];中国电力教育;2012年20期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡锐;惯性辅助GPS深组合导航系统研究与实现[D];南京理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王琨;占空比无线多媒体传感器网络地理坐标路由[D];大连理工大学;2010年
2 王全;一种低轮廓车载“动中通”卫星通信地球站系统研究与应用[D];南京邮电大学;2011年
3 姚凌飞;空间运动目标姿态测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 黄威;高超声速飞行器组合导航技术及其半物理仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 周玮;基于DSP的GPS/BD-2组合定位算法的研究与实现[D];武汉理工大学;2008年
6 孙鸽;航空制导炸弹的SINS/GPS组合导航系统研究[D];南京理工大学;2008年
7 李妍;双熔化极旁路耦合电弧GMAW焊接控制系统研究[D];兰州理工大学;2009年
8 刘伟;基于“北斗一号”的车载导航终端系统设计与实现[D];电子科技大学;2010年
9 郝潇敏;基于北斗卫星船载导航系统研究[D];大连海事大学;2012年
10 刘长龙;基于STM32的高速列车组合导航系统的研究[D];西南交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王艳东,黄继勋,范跃祖;GPS/INS组合导航系统半实物仿真研究[J];北京航空航天大学学报;1999年03期
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3 朱欣华;;验收捷联式惯性系统实时算法汇编语言程序的方法及理论基础[J];中国惯性技术学报;1993年02期
4 李宏生;基于DSP的主从式紧耦合捷联导航计算机[J];中国惯性技术学报;2001年03期
5 缪玲娟,陈峰浴;陆地导航系统的结构方案[J];中国惯性技术学报;1994年02期
6 王茂,秦嘉川,冯幼田;测试转台全数字化控制系统设计[J];中国惯性技术学报;1999年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐慧娟;吴美平;罗兵;;EKF和UKF在INS/GPS组合导航中的应用分析[J];航天控制;2006年06期
2 徐世许;王涛;;INS/GPS组合导航系统的数据精确同步方法[J];中国惯性技术学报;2008年05期
3 李红军;;INS/GPS组合导航模糊控制方案[J];战术导弹控制技术;2004年02期
4 陈有荣;袁建平;;一种改进的INS/GPS组合导航鲁棒H_∞多重渐消容错滤波算法[J];宇航学报;2009年03期
5 邹世开,庄琼琼,丁子明;用误差估值累加实现组合导航系统的闭环校正[J];电子学报;2001年09期
6 张崇猛,庄良杰,陈超英,刘飞;一种容错联邦滤波算法在INS/GPS/Doppler组合导航系统中的应用[J];中国惯性技术学报;1999年04期
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10 邹维宝,任思聪,李志林,丁晓利,陈永奇;SAR在飞行器组合导航系统中的应用[J];火力与指挥控制;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王利循;郭杭;;UKF在INS/GPS组合导航系统中的应用分析[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
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3 张亚崇;;容错导航技术及其在INS/GPS/Doppler组合导航系统中的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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6 王美玲;曹彦岗;刘伟;;低成本车载GPS/DR组合导航系统的研究[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
7 魏贵玲;李勇建;卜继军;吕志清;黄晶;;低成本车载导航仪(GPS/GIS/DR)的研究[A];中国惯性技术学会光电技术专业委员会第五次学术交流会暨重庆惯性技术学会第九次学术交流会论文集[C];2002年
8 赵琳;高帅和;丁继成;王小旭;;超紧GPS/SINS组合导航系统研究综述[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 霍庚;;INS/GPS/CNS组合导航系统在航海领域的仿真研究[A];2008年船舶通信导航学术年会论文集[C];2008年
10 顾明武;陈熙源;;RBFNN辅助卡尔曼滤波器在GPS/SINS组合导航中的应用[A];2008年船舶通信导航学术年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨波;信息融合推进导航应用[N];中国计算机报;2007年
2 晓胡;青春在岗位上闪光[N];中国航天报;2000年
3 ;我校2007年引进教授、研究员简介(之一)[N];新清华;2007年
4 本报记者 王辉;计费系统步入门户网络[N];通信产业报;2006年
5 陈贻文 张琦;用软件把成本管起来[N];中国船舶报;2005年
6 本报记者 侯利红;中兵光电上半年净利增59%[N];上海证券报;2009年
7 通讯员 王红霞;中航工业宝成迎来55周年华诞[N];中国航空报;2010年
8 离子翼;入侵检测系统抵挡恶意攻击[N];中国电脑教育报;2005年
9 ;推动电子政务 服务厦门市民[N];计算机世界;2004年
10 中国移动通信集团公司 段云峰;数据仓库帮中国移动赚钱[N];中国计算机报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘睿;飞行器惯性/地磁/天文组合导航系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 屈蔷;机载捷联惯性/天文组合导航系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
3 汪秋婷;自适应抗差UKF在卫星组合导航中的理论与应用研究[D];华中科技大学;2010年
4 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 钱伟行;捷联惯导与组合导航系统高精度初始对准技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 张景伟;INS/GPS/SAR组合导航系统关键问题研究[D];西北工业大学;2003年
7 刘广军;组合导航系统的数据处理与仿真[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
8 曲铁军;高精度车载惯性导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2005年
9 李瑜;助推—滑翔导弹弹道优化与制导方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 肖乾;多传感器组合导航系统信息融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黎玉刚;DSP在INS/GPS组合导航系统中的应用[D];西北工业大学;2005年
2 姚文国;组合导航系统及其滤波算法研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 杨晓亚;GPS/INS/TAN组合导航系统应用研究[D];西北工业大学;2006年
4 潘永生;信息融合技术在组合导航中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
5 张雨楠;INS/GPS组合导航系统滤波器设计[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 张学敏;组合导航系统多级式融合算法研究[D];吉林大学;2005年
7 彭霞;信息融合在GPS/INS组合导航中的应用[D];青岛科技大学;2005年
8 张楠;高空长航时无人机组合导航系统研究[D];西北工业大学;2006年
9 赵俊梅;GPS/SINS组合导航系统滤波算法研究[D];中北大学;2006年
10 尹增亮;组合导航系统在管道地理位置测量中的应用[D];沈阳工业大学;2006年
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