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基于嵌入式Linux操作系统的导航计算机系统设计

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基于嵌入式Linux操作系统的导航计算机系统设计

作者：黄正仙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

捷联惯性导航系统是一种十分先进的惯性导航技术,通过导航计算机系统实时计算出姿态矩阵,建立起数学平台,以数学平台代替传统平台式惯性导航系统中的物理平台。导航计算机系统是整个导航系统的核心和关键,捷联惯性导航系统正向高精度、... 详细信息

捷联惯性导航系统是一种十分先进的惯性导航技术,通过导航计算机系统实时计算出姿态矩阵,建立起数学平台,以数学平台代替传统平台式惯性导航系统中的物理平台。导航计算机系统是整个导航系统的核心和关键,捷联惯性导航系统正向高精度、高可靠性、低成本、小型化、数字化的方向发展,提出一套合理的导航计算机系统设计方案,成为惯性导航系统的发展需要。本文结合导航计算机系统的设计要求,提出一套基于嵌入式Linux操作系统的导航计算机系统设计方案。选用ARM微处理器作为导航计算机系统的处理器,在ARM硬件平台上,移植了嵌入式Linux操作系统,建立了导航计算机系统的嵌入式系统硬、软件平台。高性能的ARM微处理器保证了导航计算机系统的数据处理能力,并且具有丰富的接口,方便导航计算机系统与导航系统中其它部分通信。采用ARM微处理器实现了单CPU的导航计算机系统,有效地精简了导航计算机系统的体积。在ARM硬件平台上移植了嵌入式Linux操作系统作为导航计算机系统的软件平台。嵌入式Linux操作系统具有内核稳定、功能强大、移植性好等特点,采用自由软件嵌入式Linux操作系统建立导航计算机系统的软件平台可以获得较高性价比。在PC机的Linux操作系统环境下,采用交叉编译的方法,根据需要裁减嵌入式Linux操作系统内核,交叉编译生成目标代码,下载到硬件平台上实现导航计算机系统的软件平台。建立起导航计算机系统的硬、软件平台后,编程实现一种导航算法。选用基于角速度输入的导航姿态算法,通过PC机编程实现,再采用交叉编译的方法生成导航计算机系统上可运行的导航应用程序,下载到导航计算机系统中。嵌入式硬件平台、软件平台以及导航应用程序构建了整个导航计算机系统。采用PC机编程模拟惯性元件,建立了导航计算机系统的运行环境,由导航计算机系统运行,导航计算机系统的运行结果表明导航计算机系统能够顺利完成导航计算机系统的相关功能,从而验证了本文提出的导航计算机系统设计方案的合理性。

关键词：捷联惯性导航系统导航计算机系统嵌入式系统 ARM Linux

导航计算机系统的DSP的程序加载与软件设计

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应用科技 2007年第2期34卷 49-51页

作者：杨枭毛晓东李绪友梁辉哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

介绍了在光纤陀螺捷联惯导系统中,以DSP为核心的导航计算机系统软件设计,由于TMSVC33 DSP片上只有RAM,无法对程序进行掉电存储,在此,介绍了系统在上电时,存储在片外FLASH的程序引导到DSP上的方法,并对DSP程序进行分析,这里给出程序流程... 详细信息

介绍了在光纤陀螺捷联惯导系统中,以DSP为核心的导航计算机系统软件设计,由于TMSVC33 DSP片上只有RAM,无法对程序进行掉电存储,在此,介绍了系统在上电时,存储在片外FLASH的程序引导到DSP上的方法,并对DSP程序进行分析,这里给出程序流程图.该程序通过测试并在实际中得到应用.

关键词：导航计算机系统 DSP 软件设计

基于高性能DSP和高精度A/D的导航计算机系统

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中国惯性技术学报 2008年第2期16卷 140-143页

作者：刘育浩黄新生谭红利国防科学技术大学机电工程与自动化学院

为提高某型号低成本捷联惯性导航系统的性能,设计了一套高性能导航计算机系统。研究了目前导航计算机系统的发展情况,针对各种方案的优缺点,以高性能数字信号处理器TMS320C6727(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和高精度模数转换器件(AD)... 详细信息

为提高某型号低成本捷联惯性导航系统的性能,设计了一套高性能导航计算机系统。研究了目前导航计算机系统的发展情况,针对各种方案的优缺点,以高性能数字信号处理器TMS320C6727(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和高精度模数转换器件(AD)为核心,设计了一套高精度数据采集、硬件数字滤波和实时信号处理的高性能导航计算机系统。该方案的实验结果表明,在约100 s的跑车时间内,纯惯导位置误差为10 m;此设计方案满足了捷联惯性导航系统小型化、低功耗、低成本和实时性要求的要求,提高了捷联惯导系统的精度。

关键词：导航计算机系统数字信号处理器现场可编程门阵列高精度数据采集

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挠性捷联惯导自动化标定与测试系统

中国惯性技术学报 2008年第4期16卷 396-399,404页

作者：刘育浩黄新生国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073

为满足某型号挠性捷联惯性导航系统批量生产的需要,设计了挠性捷联惯导系统自动标定与测试系统。研究了目前惯性测量组件自动测试系统的发展情况;针对捷联惯导系统的特点,设计了监控计算机与捷联惯导系统之间的通信协议,实现了基于串口... 详细信息

为满足某型号挠性捷联惯性导航系统批量生产的需要,设计了挠性捷联惯导系统自动标定与测试系统。研究了目前惯性测量组件自动测试系统的发展情况;针对捷联惯导系统的特点,设计了监控计算机与捷联惯导系统之间的通信协议,实现了基于串口的通信机制;分别以惯性测量组件自动测试系统和独立的转台系统为基础,在不增加硬件设备的条件下,利用串口通信机制实现了捷联惯导系统标定与测试过程的自动化,包括标定流程控制、数据记录、标定结果计算和标定参数装订。该系统能够满足捷联惯性导航系统自动标定与测试的要求,且充分利用了现有设备,降低了自动标定系统的开发成本。

关键词：捷联惯导系统自动化标定与测试惯性测量组件导航计算机系统