[發(fā)明專(zhuān)利]一種MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410566652.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104330082A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁繼成;吳謀炎;趙琳;黃衛(wèi)權(quán);賈春;羅治斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟一：以FPGA系統(tǒng)時(shí)鐘Fb為基準(zhǔn)，啟動(dòng)32位計(jì)數(shù)器，產(chǎn)生計(jì)數(shù)單元為256/Fb、占空比為50％的信號(hào)Fs；

步驟二：以FPGA系統(tǒng)時(shí)鐘Fb為基準(zhǔn)，PPS秒脈沖為觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)FPGA計(jì)數(shù)器產(chǎn)生與MEMS同頻的時(shí)鐘信號(hào)Fk；

步驟三：FPGA接收GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)，以信號(hào)Fs的上升沿為基準(zhǔn)，為時(shí)鐘信號(hào)Fk、GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)打上各自到達(dá)FPGA時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)簽后分別存儲(chǔ)，當(dāng)打上時(shí)間標(biāo)簽后的時(shí)鐘信號(hào)Fk、GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)符合各自所設(shè)定的觸發(fā)條件后產(chǎn)生DSP外部中斷信號(hào)；

步驟四：DSP響應(yīng)來(lái)自時(shí)鐘信號(hào)Fk、GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)產(chǎn)生的外部中斷信號(hào)，通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口的總線與FPGA通信，分別讀取時(shí)鐘信號(hào)Fk、GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)；

步驟五：DSP對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，提取時(shí)鐘信號(hào)Fk、GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)簽，計(jì)算MEMS數(shù)據(jù)與GNSS數(shù)據(jù)的同步時(shí)間差，以時(shí)鐘信號(hào)Fk為基準(zhǔn)，通過(guò)同步外推算法對(duì)MEMS數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，使MEMS數(shù)據(jù)與GNSS數(shù)據(jù)同步，輸出同步后的MEMS數(shù)據(jù)與GNSS數(shù)據(jù)；

步驟六：判斷MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作是否完成，如果沒(méi)有完成，則重復(fù)步驟二～步驟五，否則結(jié)束工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于：

所述的FPGA計(jì)數(shù)器產(chǎn)生與MEMS同頻的時(shí)鐘信號(hào)Fk的方法為：

利用采樣判決法，在FPGA的系統(tǒng)時(shí)鐘Fb下，連續(xù)判別PPS引腳電平，當(dāng)PPS引腳電平由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，觸發(fā)FPGA計(jì)數(shù)器，生成并輸出與MEMS所需要更新頻率的時(shí)鐘信號(hào)，在沒(méi)有1PPS秒脈沖到來(lái)的周期內(nèi)，F(xiàn)PGA計(jì)數(shù)器連續(xù)輸出與MEMS同頻的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)下一個(gè)1PPS秒脈沖的上升沿到來(lái)，F(xiàn)PGA計(jì)數(shù)器重新被觸發(fā)并重新工作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于：

所述的為時(shí)鐘信號(hào)Fk、GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)打上各自到達(dá)FPGA時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)簽的方法為：

MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)啟動(dòng)后，F(xiàn)PGA內(nèi)部32位計(jì)數(shù)器以256/Fb為計(jì)數(shù)最小單元單元開(kāi)始工作，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)Fk的每個(gè)上升沿時(shí)刻到來(lái)時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為時(shí)鐘信號(hào)Fk的時(shí)間標(biāo)簽，并將其存入PPS寄存器，對(duì)于GNSS數(shù)據(jù)到達(dá)FPGA時(shí)刻，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)簽，將時(shí)間標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)時(shí)刻的數(shù)據(jù)組合，存儲(chǔ)到GNSS數(shù)據(jù)FIFO中，對(duì)于MEMS數(shù)據(jù)到達(dá)FPGA時(shí)刻，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)簽，將時(shí)間標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)時(shí)刻的數(shù)據(jù)組合，存儲(chǔ)到MEMS數(shù)據(jù)FIFO中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于：

所述的時(shí)鐘信號(hào)Fk、GNSS數(shù)據(jù)和MEMS數(shù)據(jù)符合各自所設(shè)定的觸發(fā)條件為：

時(shí)鐘信號(hào)Fk的上升沿為DSP中斷請(qǐng)求的觸發(fā)條件；

利用前一時(shí)刻和后一時(shí)刻GNSS數(shù)據(jù)輸出的時(shí)隙，通過(guò)FPGA系統(tǒng)時(shí)鐘Fb對(duì)GNSS數(shù)據(jù)FIFO的數(shù)據(jù)量指示端進(jìn)行過(guò)采樣判決，當(dāng)GNSS數(shù)據(jù)FIFO的數(shù)據(jù)量指示值保持一段時(shí)間不變，則該更新周期內(nèi)GNSS數(shù)據(jù)已經(jīng)輸出完畢，觸發(fā)DSP中斷請(qǐng)求；

MEMS數(shù)據(jù)FIFO的數(shù)據(jù)量指示值滿足閾值，觸發(fā)DSP中斷請(qǐng)求。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MEMS/GNSS組合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步方法，其特征在于：

所述的計(jì)算MEMS數(shù)據(jù)與GNSS數(shù)據(jù)的同步時(shí)間差為：將時(shí)鐘信號(hào)Fk的時(shí)間標(biāo)簽與其最近的MEMS數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)簽作差得到的正值。