基于FPGA的组合导航系统

项目背景及可行性分析

1.项目名称、项目的主要内容及目前的进展情况

项目名称: 基于FPGA的组合导航系统

项目的主要内容及目前的进展情况:本项目主要研究基于MicoBlaze导航处理器的组合导航的作用原理及其实现。目前已经完成大部分软件程序的编制，现已完成外围电路模块的研制工作。

2.项目关键技术及创新点的论述；

（1） 采用低成本MEMS加速度计和陀螺仪设计惯导单元。

（2） 引入3轴磁阻传感器解决惯导单元的初始对准问题。

（3） 采用GPS+IMU+COMPASS的结构来设计自主导航系统。

（4） 多传感器冗余技术，满足多种需要。

（5） 采用气压计获得高度信息。

（6） 基于MEMS惯性器件的初始对准。

（7） 采用Labview设计系统演示界面。

3.技术成熟性和可靠性论述：

微型惯性传感器与传统的惯性传感器相比，具有体积小，重量轻，成本低，功耗低，可靠性高和寿命长等优势。在车辆导航和控制，机器人，无人机导航，武器制导等领域有着广阔的应用前景。然而目前其精度还比较低，导致其应用受到一定的限制。GPS接收机与微型惯性测量单元的结合可以取长补短，大大提高输出数据更新率，防止导航定位误差随时间积累,并且提高了可靠性和抗干扰能力,为低成本，轻小型导航与制导系统提供了一个非常有吸引力的方案，成为设计者的最佳选择，也是目前导航定位技术发展的主要方向之一。

目前购买一套国外的低成本的组合导航装置的价钱也在10万元以上，为了降低成本使导航装置更加符合车辆等民用场合的导航。我们采用ADI的低成本的加速度计和陀螺仪利用PowerPc处理器设计了一个完备的导航系统。

项目实施方案

1.方案基本功能框图及描述

2.需要的开发平台

经过详细的分析论证本方案采用Spartan-3E开发平台进行设计完全可以满足系统的需求。

3.方案实施过程中需要开发的模块

本方案中需要研制惯性导航单元，主要包括电子罗盘模块，压力计模块，加速度模块，陀螺仪模块和温度模块。以上模块都采用自己购买相应元器件进行开发的方式进行。

4.系统最终要达到的性能指标

论述本项目最终完成时所设想达到的目标。

本方案最终要达到一下目标

精确而实时位置坐标。

不受动态学影响的高精度航向角。

经气压高度表校正后的精确海拔高度。

精确的沿着3个轴向的速率和加速度。

精确的3个轴向角速度。

需要的其它资源

1.设计输入输出功能子板

子版采用SPI接口与主板通信，输出口采用主板上的串行口进行输出。

2.测试设备

测试设备目前仅有万用表、示波器这两个设备。

3.方针、开发工具

ISE，Embedded Development Kit (EDK) and Platform Studio，modsim。