| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-11页 |
| 1.1 课题意义和研究背景 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外发展现状 | 第9页 |
| 1.3 课题主要研究内容 | 第9-11页 |
| 2 捷联惯导系统介绍 | 第11-24页 |
| 2.1 常用坐标系的定义 | 第11-13页 |
| 2.1.1 站心坐标系 | 第11-12页 |
| 2.1.3 载体坐标系(O_1xyz) | 第12页 |
| 2.1.4 准载体坐标系(O_4xyz) | 第12-13页 |
| 2.1.5 地磁坐标系(Gxyz) | 第13页 |
| 2.2 坐标系的变换关系 | 第13-16页 |
| 2.2.1 坐标旋转矩阵 | 第13-14页 |
| 2.2.2 常用坐标转换 | 第14-16页 |
| 2.3 四元数的基本理论与姿态更新算法 | 第16-18页 |
| 2.3.1 四元数 | 第16-17页 |
| 2.3.2 四元数微分方程的解法 | 第17-18页 |
| 2.4 捷联惯导系统的基本方程 | 第18-20页 |
| 2.5 捷联惯导系统的数学模型 | 第20-21页 |
| 2.6 捷联惯导的速度误差补偿 | 第21-23页 |
| 2.7 本章小结 | 第23-24页 |
| 3 地磁场基本理论及地磁测量姿态的原理 | 第24-31页 |
| 3.1 地磁场模型 | 第24-25页 |
| 3.2 地磁矢量在常用坐标系下的表示: | 第25-27页 |
| 3.3 固联于载体磁阻传感器测的地磁曲线变化规律和校准方法 | 第27-30页 |
| 3.3.1 利用地磁传感器与惯性传感器的静态初始对准 | 第27-28页 |
| 3.3.2 利用地磁曲线对载体滚转角度的动态校准方法 | 第28-30页 |
| 3.4 本章小结 | 第30-31页 |
| 4 系统硬件设计 | 第31-52页 |
| 4.1 主控电路设计 | 第32-42页 |
| 4.1.1 主控芯片简介 | 第32-34页 |
| 4.1.2 DSP最小系统设计 | 第34-36页 |
| 4.1.3 DSP外扩FPGA和FLASH的方案设计 | 第36-37页 |
| 4.1.4 FPGA配置电路设计 | 第37-39页 |
| 4.1.5 通讯接口设计 | 第39-40页 |
| 4.1.6 电源电路设计 | 第40-42页 |
| 4.2 惯性测量系统硬件设计 | 第42-45页 |
| 4.2.1 惯性测量系统加速度计、陀螺仪电路设计 | 第42-43页 |
| 4.2.2 惯性测量系统ADC电路设计 | 第43-44页 |
| 4.2.3 惯性测量系统电源电路设计 | 第44-45页 |
| 4.3 地磁测姿系统电路设计 | 第45-49页 |
| 4.3.1 地磁测姿系统磁阻传感器 | 第46页 |
| 4.3.2 地磁测姿系统信号放大电路 | 第46-47页 |
| 4.3.3 地磁测姿系统偏置补偿电路 | 第47-48页 |
| 4.3.4 地磁测姿系统电源电路 | 第48页 |
| 4.3.5 地磁测姿系统误差分析 | 第48-49页 |
| 4.4 印制电路板(PCB)设计 | 第49-51页 |
| 4.4.1 主控电路PCB设计 | 第49-51页 |
| 4.4.2 地磁传感器PCB设计 | 第51页 |
| 4.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 5 惯性导航系统的软件设计与实现 | 第52-61页 |
| 5.1 DSP系统软件的设计 | 第52-56页 |
| 5.1.1 系统初始化 | 第53-54页 |
| 5.1.2 外设配置及调零 | 第54页 |
| 5.1.3 导航算法的程序结构 | 第54-56页 |
| 5.1.4 Nandflash烧写程序 | 第56页 |
| 5.2 FPGA的软件设计 | 第56-60页 |
| 5.2.1 加速度数据的采集 | 第58-59页 |
| 5.2.2 陀螺仪数据的采集 | 第59页 |
| 5.2.3 地磁数据的采集 | 第59页 |
| 5.2.4 原始数据的滤波算法 | 第59-60页 |
| 5.2.5 FPGA与DSP的通信接口设计 | 第60页 |
| 5.3 本章小结 | 第60-61页 |
| 6 系统测试结果及误差分析 | 第61-67页 |
| 6.1 系统模块通信的测试结果波形 | 第61页 |
| 6.2 实验结果及数据 | 第61-65页 |
| 6.2.1 有无地磁融合条件下的数据比对 | 第61-63页 |
| 6.2.2 姿态数据与精确惯导模块的数据比对 | 第63-64页 |
| 6.2.3 导航信息的测量数据 | 第64-65页 |
| 6.3 系统误差的分析 | 第65-66页 |
| 6.4 本章小结 | 第66-67页 |
| 7 总结与展望 | 第67-69页 |
| 7.1 全文总结 | 第67页 |
| 7.2 展望 | 第67-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |
| 参考文献 | 第70-74页 |
| 附录 | 第74页 |
