本文關(guān)鍵詞：捷聯(lián)式航空重力儀數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： FPGA+MCU+DSP 重力儀數(shù)據(jù)采集控制 文件系統(tǒng) USB驅(qū)動(dòng) 實(shí)時(shí)姿態(tài)

【摘要】：航空重力測量是一種有效的獲取大區(qū)域高精度重力場信息的重力測量方式,具有經(jīng)濟(jì)、高效、方便靈活等特點(diǎn),擁有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。本文以航空重力測量為應(yīng)用背景,基于捷聯(lián)式航空重力儀的需求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了捷聯(lián)式航空重力儀數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng),其主要的研究工作和創(chuàng)新成果如下：以航空重力測量基本理論為基礎(chǔ),確定航空重力測量系統(tǒng)構(gòu)成,設(shè)計(jì)了FPGA、 MCU、DSP組合的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)和系統(tǒng)整體方案,并完成了嵌入式系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了FPGA內(nèi)部各功能模塊,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與多傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間同步；完成了數(shù)據(jù)流的控制,實(shí)時(shí)存儲數(shù)據(jù)并向?qū)Ш接?jì)算機(jī)提供組合解算原始數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)了文件管理的基礎(chǔ),配合MCU完成文件管理工作。模塊測試結(jié)果表明,各功能單元工作正常,時(shí)間同步精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了MCU系統(tǒng)、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)DSP系統(tǒng)與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),完成了硬盤底層驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng)協(xié)議、USB驅(qū)動(dòng)等重要軟件設(shè)計(jì),配合FPGA模塊,實(shí)現(xiàn)了硬盤管理、嵌入式文件管理、USB回收硬盤數(shù)據(jù)等功能；實(shí)現(xiàn)了SINS/GPS組合的實(shí)時(shí)解算,能實(shí)時(shí)提供穩(wěn)定可靠的姿態(tài)信息；實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。針對系統(tǒng)進(jìn)行了室內(nèi)外實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),性能穩(wěn)定可靠,能準(zhǔn)確接收并存儲傳感器數(shù)據(jù)幀和在線解算結(jié)果；數(shù)據(jù)文件能夠穩(wěn)定、高速、方便地回收；在線解算的姿態(tài)信息精度高；數(shù)據(jù)與系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控正常。本論文在軟硬件方面所做的研究工作和取得的研究成果對捷聯(lián)式航空重力測量系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：FPGA+MCU+DSP 重力儀數(shù)據(jù)采集控制 文件系統(tǒng) USB驅(qū)動(dòng) 實(shí)時(shí)姿態(tài)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274.2;TH761.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)10-13
• 1.2.1 存儲介質(zhì)的發(fā)展10
• 1.2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)10-12
• 1.2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)代化應(yīng)用12-13
• 1.3 本文研究內(nèi)容13-15
• 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)15-27
• 2.1 航空重力測量基本理論15-18
• 2.1.1 基本原理15-16
• 2.1.2 數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.1.3 航空重力測量系統(tǒng)構(gòu)成17-18
• 2.2 系統(tǒng)總體概述18-21
• 2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求19
• 2.2.2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)與整體方案19-21
• 2.3 系統(tǒng)整體硬件設(shè)計(jì)21-26
• 2.3.1 FPGA選型21
• 2.3.2 MCU選型及數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)21-23
• 2.3.3 DSP選型及數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)23-24
• 2.3.4 傳感器接口設(shè)計(jì)24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 系統(tǒng)FPGA硬件建模27-49
• 3.1 FPGA硬件建模概述27-28
• 3.2 串口模塊28-31
• 3.2.1 串口模塊結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2.2 串口初始化29-30
• 3.2.3 串口模塊測試30-31
• 3.3 同步接收模塊31-34
• 3.3.1 同步接收模塊設(shè)計(jì)31-33
• 3.3.2 同步接收模塊測試33-34
• 3.4 數(shù)據(jù)解碼模塊34-39
• 3.4.1 慣性數(shù)據(jù)解碼模塊34
• 3.4.2 GPS數(shù)據(jù)解碼模塊34-38
• 3.4.3 數(shù)據(jù)解碼模塊測試38-39
• 3.5 數(shù)據(jù)流控制模塊39-42
• 3.5.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元40
• 3.5.2 數(shù)據(jù)寫入SSD單元40-41
• 3.5.3 數(shù)據(jù)流控制模塊測試41-42
• 3.6 IDE接口仲裁器與接口開關(guān)42-43
• 3.7 文件管理器43-45
• 3.7.1 文件管理器接口IDE_M44
• 3.7.2 文件管理器核心FAT_C44-45
• 3.8 交互接口45-48
• 3.8.1 交互接口實(shí)現(xiàn)45-47
• 3.8.2 交互接口測試47-48
• 3.9 本章小結(jié)48-49
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)49-71
• 4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體概述49
• 4.2 系統(tǒng)MCU軟件設(shè)計(jì)49-63
• 4.2.1 軟件運(yùn)行環(huán)境配置50-53
• 4.2.2 文件管理53-61
• 4.2.3 USB驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)61-63
• 4.3 導(dǎo)航計(jì)算機(jī)DSP軟件設(shè)計(jì)63-67
• 4.3.1 基本配置64
• 4.3.2 cmd文件編寫64-66
• 4.3.3 組合算法實(shí)現(xiàn)66
• 4.3.4 自啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)66-67
• 4.4 上位機(jī)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 第五章 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證71-79
• 5.1 系統(tǒng)車載實(shí)驗(yàn)71-74
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)描述71-72
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證72-74
• 5.2 系統(tǒng)機(jī)載實(shí)驗(yàn)74-78
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)描述74-75
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證75-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 本文總結(jié)79-80
• 6.2 研究展望80-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1041411