彈上遙測系統(tǒng)若干關(guān)鍵智能傳感器信息測量及融合研究.pdf

1、學校代碼：10406分類號：V556.1學號：070081102006南昌航空南昌航空南昌航空南昌航空大學大學大學大學碩碩碩碩士士士士學學學學位位位位論論論論文文文文（學位研究生）彈上遙測系統(tǒng)若干關(guān)鍵智能傳感器信息彈上遙測系統(tǒng)若干關(guān)鍵智能傳感器信息彈上遙測系統(tǒng)若干關(guān)鍵智能傳感器信息彈上遙測系統(tǒng)若干關(guān)鍵智能傳感器信息測量及融合研究測量及融合研究測量及融合研究測量及融合研究碩士研究生：江民俊導(dǎo)師：王琪教授申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：檢測技

2、術(shù)與自動化裝置所在單位：信息工程學院答辯日期：2010年6月授予學位單位：南昌航空大學I摘要遙測是導(dǎo)彈測控系統(tǒng)的重要組成部分。在導(dǎo)彈的研制試飛中，常用遙測系統(tǒng)跟蹤和獲取導(dǎo)彈運動信息、彈上各關(guān)鍵部件的工作狀態(tài)信息和彈上環(huán)境信息，為導(dǎo)彈性能的評定、故障分析和設(shè)計方案改進提供依據(jù)。隨著微電子、計算機、傳感器、通信等技術(shù)的發(fā)展以及嵌入式技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，給彈上遙測系統(tǒng)帶來新的機遇、挑戰(zhàn)和變化，遙測設(shè)備進一步高精度化、小型化、多功能化

3、，遙測系統(tǒng)性能進一步提高。在遙測系統(tǒng)中應(yīng)用GPS技術(shù)是當今導(dǎo)彈遙測技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。遙、外測的結(jié)合在導(dǎo)彈飛行試驗中具有良好的應(yīng)用前景，是一種有生命力的測量手段，在國內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。針對CCSDS分包遙測比PCM遙測具有顯著的優(yōu)越，本文提出基于CCSDS分包遙測的信息遙測體制。本文將高性能32位ARM嵌入式微處理器以及實時嵌入式操作系統(tǒng)引入到彈上遙測系統(tǒng)，設(shè)計了基于ARM平臺的彈上遙測系統(tǒng)，并對其若干關(guān)鍵智能傳感器信息測量與融合

4、進行研究。ARM系統(tǒng)平臺的設(shè)計分為硬件和軟件兩部分，硬件部分主要由智能傳感器模塊、S3C2440A處理器核心模塊以及外圍電路組成；軟件部分以uCOSII為軟件設(shè)計平臺，應(yīng)用程序采用C語言編程。本文主要對GPS、三軸磁力計和氣壓高度計三個智能傳感器的信息進行測量，并對后兩個智能傳感器進行了設(shè)計。三軸磁力計的設(shè)計是基于Honeywell單雙軸磁阻傳感器HMC1021Z1022和單片機，氣壓高度計包括數(shù)字壓力傳感器MS5534B、單片機、串口

5、通信模塊以及電源模塊。在對GPS信息測量時，通過分析GPS輸出的信息格式，提出了一種基于串口的快速、準確的壓棧式解析GPS信息方法。本文在基于彈上遙測信息融合研究的要求下，對多傳感器信息融合理論以及常用的融合方法進行了研究與探討，重點對Kalman濾波、集中式Kalman濾波和聯(lián)邦濾波融合算法進行研究分析，并對這三種融合算法的效果在PC機上用Matlab進行了仿真對比，得出Kalman濾波融合的效果最好。然后在此基礎(chǔ)上，用Kalman濾