HMR3000電子羅盤與DSP的接口設計及編程

摘要：針對光電搜索偵察系統報告搜索到的空中目標當前方位、俯仰位置給后端武器打擊系統的需要，在光電搜索系統與后端武器打擊系統之間建立大地坐標系是解決此類問題的較好方法，以便后端武器打擊系統指向搜索到的空中目標。介紹了數字電子羅盤HMR3000的接口特性，給出了HMR3000的控制編程以及與DSP的接口電路，同時也給出了HMR3000電子羅盤獲取光電搜索系統平臺方位軸系相對地理正北的獲取流程和編程實現方法以及DSP端相關程序。結果表明系統坐標系建立精度達到±0．5°，重復精度達到±0．1°，且能穩定運行。
關鍵詞：RS422；數字電子羅盤；光電搜索偵察系統；DSP；NMEA標準；微處理器

美國Honeywell公司生產的數字羅盤模塊HMR3000使用磁阻傳感器和兩軸傾斜傳感器來提供航向信息，帶有電子常平架的羅盤即使傾斜40°也能給出精確的航向。該電子羅盤廣泛應用于航海、航天、測量系統等領域。HMR3000內部全部使用表面貼裝元件，不含有任何的移動元件，所以非常可靠和堅固。這個低功耗、小體積的裝置帶有非鐵磁性金屬外殼，便于安裝固定在任何一個平臺上。允許用戶對羅盤的輸出進行組態，包括3類NMEA標準信息(HDG、 HDT和XDR)，3類專用語句(HPR、RCD和CCD)。該模塊內置微處理器控制傳感器的測量順序，控制器操作的參數存儲在EEPROM中，輸出的語句滿足NMEA0813標準。
光電搜索偵察系統與后端武器打擊系統通過有線或無線連接時，兩個系統往往處于地球上不同的位置，如何將光電搜索系統搜索到的空中目標方位、俯仰位置傳遞到后端武器打擊系統，成為后端武器打擊系統有效打擊目標的關鍵。一般而言，兩個系統安裝處于地球的水平面且有機械或電子調平裝置，這樣空中目標的俯仰位置對兩個系統平臺而言是相同的。但空中目標對于兩個系統平臺方位而言卻存在不同，基于地理正北固定不變原理，通過獲取系統相對地理正北順時針夾角，即可將光電搜索偵察系統指向目標的方位值報告給后端武器打擊系統。
電子羅盤在工程中獲得了廣泛的應用，文獻給出了基于單片機高級語言HMR3000編程的探討，文獻給出了電子羅盤在載體上實時跟蹤地球同步衛星的案例。安裝于光電偵察搜索系統平臺上的電子羅盤HMP3000具備航向輸出信息，根據文獻給出的航向輸出語句的格式及校正方法對電子羅盤進行有效編程及校正，可以獲取系統相對地理正北順時針夾角。通過考慮不同地區磁北的差異設計計算正北夾角的方法去完整實現地理正北沿順時針相對系統指向夾角的獲取。

1 HMR3000的硬件接口設計
1．1 功能特性
數字電子羅盤HMR3000可以為導航定位系統提供航向、俯仰、橫滾等數據。其中航向的精度為±0．5°，分辨率為±O．10°。HMR3000有4種工作模式：連續、選通、睡眠和校準。HMR3000可在連續和選通模式下工作。在連續模式下，HMR3000以可組態的速率輸出羅盤主動提供的NMEA標準信息，而在選通模式下，則根據用戶控制電路的申請輸出。
1．2 控制特性
HMR3000電子羅盤控制特性如表1所示。