基于FPGA的IMU信号采集与处理.pdf下载

【摘要】集全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）于一体的组合定位测姿系统（POS，Positing and Orienting System）既弥补了GPS采样率低、信号容易丢失的缺点，也改进了INS的误差随时间累积 这一缺陷，综合具备了GPS和INS的优点，即使在GPS信号被遮挡的时候，其解算的结果也是稳定连续 的。传统的航空摄影测量需要布设大量地面控制点，效率低下。利用POS系统能得到精确的相机曝光 时刻以及相片外方位元素，从而实现无地面控制点的航空摄影测量。目前国内较少自主研发POS系统， 大多直接购买国外相关的产品，成本高昂。本文提出了一种IMU信号采集与处理方案，该方案由传感 器模块和控制模块组成，传感器模块包括3轴加速度计、 3轴陀螺仪、 GPS以及编码器，控制模块以FPGA 为核心，FPGA一方面接收GPS高精度时间数据和PPS脉冲产生高精度时间基准，另一方面FPGA控制 AD转换器完成陀螺仪和加速度计的输出模拟信号数字化，经FPGA内部滤波和重采样，并打上高精度 时间戳后以设定的频率输出数字化结果。采集系统成本较低、设计灵活、扩展性好，具有较好的实际 价值和应用前景，为后续POS系统的开发打下了坚实的基础。