基于FPGA的組合導航系統

項目背景及可行性分析

1.項目名稱、項目的主要內容及目前的進展情況

項目名稱: 基于FPGA的組合導航系統

項目的主要內容及目前的進展情況:本項目主要研究基于MicoBlaze導航處理器的組合導航的作用原理及其實現。目前已經完成大部分軟件程序的編制，現已完成外圍電路模塊的研制工作。

2.項目關鍵技術及創新點的論述；

（1） 采用低成本MEMS加速度計和陀螺儀設計慣導單元。

（2） 引入3軸磁阻傳感器解決慣導單元的初始對準問題。

（3） 采用GPS+IMU+COMPASS的結構來設計自主導航系統。

（4） 多傳感器冗余技術，滿足多種需要。

（5） 采用氣壓計獲得高度信息。

（6） 基于MEMS慣性器件的初始對準。

（7） 采用Labview設計系統演示界面。

3.技術成熟性和可靠性論述：

微型慣性傳感器與傳統的慣性傳感器相比，具有體積小，重量輕，成本低，功耗低，可靠性高和壽命長等優勢。在車輛導航和控制，機器人，無人機導航，武器制導等領域有著廣闊的應用前景。然而目前其精度還比較低，導致其應用受到一定的限制。GPS接收機與微型慣性測量單元的結合可以取長補短，大大提高輸出數據更新率，防止導航定位誤差隨時間積累,并且提高了可靠性和抗干擾能力,為低成本，輕小型導航與制導系統提供了一個非常有吸引力的方案，成為設計者的最佳選擇，也是目前導航定位技術發展的主要方向之一。

目前購買一套國外的低成本的組合導航裝置的價錢也在10萬元以上，為了降低成本使導航裝置更加符合車輛等民用場合的導航。我們采用ADI的低成本的加速度計和陀螺儀利用PowerPc處理器設計了一個完備的導航系統。

項目實施方案

1.方案基本功能框圖及描述

2.需要的開發平臺

經過詳細的分析論證本方案采用Spartan-3E開發平臺進行設計完全可以滿足系統的需求。

3.方案實施過程中需要開發的模塊

本方案中需要研制慣性導航單元，主要包括電子羅盤模塊，壓力計模塊，加速度模塊，陀螺儀模塊和溫度模塊。以上模塊都采用自己購買相應元器件進行開發的方式進行。

4.系統最終要達到的性能指標

論述本項目最終完成時所設想達到的目標。

本方案最終要達到一下目標

精確而實時位置坐標。

不受動態學影響的高精度航向角。

經氣壓高度表校正后的精確海拔高度。

精確的沿著3個軸向的速率和加速度。

精確的3個軸向角速度。

需要的其它資源

1.設計輸入輸出功能子板

子版采用SPI接口與主板通信，輸出口采用主板上的串行口進行輸出。

2.測試設備

測試設備目前僅有萬用表、示波器這兩個設備。

3.方針、開發工具

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