基于SOPC的MEMS组合导航仪设计与实现

梁海波 司文杰 刘志华 肖昌怡

1.北京航天自动控制研究所，北京 1008542.中国西南电子设备研究所，成都 610036

基于SOPC的MEMS组合导航仪设计与实现

梁海波1司文杰1刘志华1肖昌怡2

1.北京航天自动控制研究所，北京 100854
2.中国西南电子设备研究所，成都 610036

为了提高以微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)惯性器件为核心的惯性导航系统精度，提出了由MEMS惯性测量单元、GPS接收机、倾斜仪和电子罗盘构成组合导航系统的方案。该系统以FPGA作为中央处理器，采用SOPC(System on Programmable Chip)技术构建导航计算机，并开发多传感器数据融合算法，完成组合导航功能。通过静态导航试验，表明该系统能够实现在1000s时间内，位置误差均值小于2.1m，标准差不大于3.1m。

组合导航;数据融合;微机电系统;片上可编程系统

目前，市场上基于微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)惯性器件的惯性导航产品日益增多，但受制造工艺所限，MEMS惯性器件的精度相比传统惯性器件还比较低，加之惯性导航误差随时间累积，使得MEMS惯性导航系统还不具备独立的长时间导航定位能力［1-2］。在实际应用中，为减小导航误差，提高系统精度，引入辅助传感器和组合导航技术是行之有效的方案。近年来，基于MEMS惯性器件的多传感器组合导航方案和算法，国内外学者开展了较深入的研究。例如，文献［3］对基于MEMS惯性测量单元与GPS接收机组合导航技术的发展状况进行了总结与分析;文献［4］给出了一种采用MEMS惯性器件和GPS接收机构建组合导航系统的方案;文献［5］将视觉信息引入到组合导航系统中，进一步丰富了导航辅助信息的种类，导航算法的设计也随之复杂化。……