[發(fā)明專利]一種高動(dòng)態(tài)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航并行計(jì)算裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010608522.1
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102128624A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬龍華;孫國棟;吳鐵軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種高動(dòng)態(tài)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航并行計(jì)算裝置，由FPGA芯片、電源電路、配置電路、信號采集電路和信號輸出電路組成，其特征在于：

所述的FPGA芯片集成了數(shù)據(jù)采集模塊、初始對準(zhǔn)模塊、并行導(dǎo)航解算模塊、通信模塊；

所述的配置電路為：當(dāng)FPGA芯片上電后，自動(dòng)將片外非易失性存儲(chǔ)器中的配置比特流讀入FPGA的靜態(tài)內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)映射；

所述的信號采集電路采集來自光纖陀螺、石英撓性加速度計(jì)及GPS接收機(jī)的輸出信號并輸入到FPGA芯片的數(shù)據(jù)采集模塊；

所述的數(shù)據(jù)采集模塊將對信號預(yù)處理并發(fā)送至初始對準(zhǔn)模塊與并行導(dǎo)航解算模塊，初始對準(zhǔn)模塊將計(jì)算得到的導(dǎo)航參數(shù)初始值發(fā)送至并行導(dǎo)航解算模塊并在并行導(dǎo)航解算模塊內(nèi)對導(dǎo)航參數(shù)進(jìn)行更新計(jì)算，解算后將導(dǎo)航信息送至通信模塊，最后由通信模塊經(jīng)信號輸出電路將信號發(fā)送至其他設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航并行計(jì)算裝置，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)采集模塊包含陀螺儀數(shù)據(jù)接收模塊、AD控制模塊、GPS數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊，其中所述的陀螺儀數(shù)據(jù)接收模塊負(fù)責(zé)采集光纖陀螺輸出信號，AD控制模塊控制石英撓性加速度計(jì)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換并接收數(shù)據(jù)，GPS數(shù)據(jù)接收模塊負(fù)責(zé)接收GPS接收機(jī)輸出的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)緩沖模塊負(fù)責(zé)對傳感器數(shù)據(jù)緩沖預(yù)處理，并將其發(fā)送至初始對準(zhǔn)模塊與并行導(dǎo)航解算模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航并行計(jì)算裝置，其特征在于：所述的FPGA芯片內(nèi)的并行導(dǎo)航解算模塊在每一采樣周期內(nèi)對導(dǎo)航參數(shù)中的姿態(tài)、速度和位置信息進(jìn)行并行更新計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高動(dòng)態(tài)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航并行計(jì)算裝置，其特征在于：所述的并行導(dǎo)航解算模塊包含高頻運(yùn)動(dòng)效應(yīng)補(bǔ)償模塊、姿態(tài)計(jì)算模塊、速度計(jì)算模塊、位置計(jì)算模塊和地球參數(shù)計(jì)算模塊5個(gè)子模塊，其中所述的高頻運(yùn)動(dòng)效應(yīng)補(bǔ)償模塊負(fù)責(zé)接收當(dāng)前采樣周期內(nèi)的角增量信號和速度增量信號，在初始對準(zhǔn)模塊的啟動(dòng)信號發(fā)出后，開始對角增量和速度增量信號進(jìn)行快速迭代運(yùn)算，其中包括圓錐效應(yīng)補(bǔ)償計(jì)算、速度旋轉(zhuǎn)效應(yīng)補(bǔ)償計(jì)算、劃槳效應(yīng)補(bǔ)償計(jì)算、位置旋轉(zhuǎn)效應(yīng)補(bǔ)償計(jì)算和渦卷效應(yīng)補(bǔ)償計(jì)算，各部分計(jì)算并行執(zhí)行，當(dāng)計(jì)算結(jié)束時(shí)通過指令信號同時(shí)啟動(dòng)姿態(tài)計(jì)算、速度計(jì)算、位置計(jì)算和地球參數(shù)計(jì)算4個(gè)模塊，使其同時(shí)并行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了姿態(tài)、速度和位置信息的并行更新計(jì)算。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動(dòng)態(tài)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航并行計(jì)算裝置，其特征在于：所述的通信模塊由串口通信模塊、1553B通信模塊、SPI通信模塊構(gòu)成，并分別采用對應(yīng)通信格式IP核，負(fù)責(zé)與其他串口設(shè)備、1553B總線設(shè)備、SD卡的通信任務(wù)。