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基于DSP的快速寻北技术研究

文小芳  
【摘要】:现代战争中,任何一种移动式陆基武器系统,在执行战斗任务时,结束机动以后都需要快速确定方位基准,以便将武器对准目标。即使在人类的生产、生活实践中,地理方位信息也是必不可少的,因此方位指示仪器的研究意义重大。千百年来,人们为研究定位与定向技术进行了不懈的努力,惯性技术的出现、应用及其发展,为研制自主的、精密的方向指示仪器——惯性找北系统提供了可能。 寻北仪是一种惯性仪表,它主要利用惯性器件(陀螺仪和加速度计)来测量地球自转角速度和重力加速度,经过解算得到固定于其上的参考轴向与真北方位的夹角,从而得到载体的某一固定轴向与北向的夹角。在实现寻北功能后,再通过施加力矩的方法使陀螺仪主轴转到真北方向,使系统工作于方位仪模式,则陀螺主轴就能始终保持在真北方位上,不断地指示车体相对北向方位的方位角。文中对寻北仪的寻北原理作了详细的介绍,提出了寻北系统的整体方案,同时也介绍了方位仪的实现方案。 DSP(Digital Signal Processor)是现代数字信号处理中的一门新兴技术,它的出现使得数据采集系统结构清晰、流程简单、功能越来越强大。由于寻北系统的处理器选用了德州仪器公司的32位浮点DSP芯片TMS320C32,使得寻北仪不但有较高的精度,而且也有较快的速度。本论文对以C32为基础的寻北系统的软硬件设计作了详细地介绍。在C32中有一些专用指令如循环寻址特别适合信号处理,为了消除信号中的噪声干扰,文中也设计了一个自适应滤波器,对采集信号进行滤波处理,进一步提高寻北精度。


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