[发明专利]一种高动态捷联惯性导航并行计算装置

权利要求书

1.一种高动态捷联惯性导航并行计算装置，由FPGA芯片、电源电路、配置电路、信号采集电路和信号输出电路组成，其特征在于：

所述的FPGA芯片集成了数据采集模块、初始对准模块、并行导航解算模块、通信模块；

所述的配置电路为：当FPGA芯片上电后，自动将片外非易失性存储器中的配置比特流读入FPGA的静态内存中，实现内部结构映射；

所述的信号采集电路采集来自光纤陀螺、石英挠性加速度计及GPS接收机的输出信号并输入到FPGA芯片的数据采集模块；

所述的数据采集模块将对信号预处理并发送至初始对准模块与并行导航解算模块，初始对准模块将计算得到的导航参数初始值发送至并行导航解算模块并在并行导航解算模块内对导航参数进行更新计算，解算后将导航信息送至通信模块，最后由通信模块经信号输出电路将信号发送至其他设备。

2.根据权利要求1所述的高动态捷联惯性导航并行计算装置，其特征在于：所述的数据采集模块包含陀螺仪数据接收模块、AD控制模块、GPS数据接收模块、数据缓冲模块，其中所述的陀螺仪数据接收模块负责采集光纤陀螺输出信号，AD控制模块控制石英挠性加速度计信号的模数转换并接收数据，GPS数据接收模块负责接收GPS接收机输出的数据，数据缓冲模块负责对传感器数据缓冲预处理，并将其发送至初始对准模块与并行导航解算模块。

3.根据权利要求1所述的高动态捷联惯性导航并行计算装置，其特征在于：所述的FPGA芯片内的并行导航解算模块在每一采样周期内对导航参数中的姿态、速度和位置信息进行并行更新计算。

4.根据权利要求3所述的高动态捷联惯性导航并行计算装置，其特征在于：所述的并行导航解算模块包含高频运动效应补偿模块、姿态计算模块、速度计算模块、位置计算模块和地球参数计算模块5个子模块，其中所述的高频运动效应补偿模块负责接收当前采样周期内的角增量信号和速度增量信号，在初始对准模块的启动信号发出后，开始对角增量和速度增量信号进行快速迭代运算，其中包括圆锥效应补偿计算、速度旋转效应补偿计算、划桨效应补偿计算、位置旋转效应补偿计算和涡卷效应补偿计算，各部分计算并行执行，当计算结束时通过指令信号同时启动姿态计算、速度计算、位置计算和地球参数计算4个模块，使其同时并行运行，实现了姿态、速度和位置信息的并行更新计算。

5.根据权利要求1所述的高动态捷联惯性导航并行计算装置，其特征在于：所述的通信模块由串口通信模块、1553B通信模块、SPI通信模块构成，并分别采用对应通信格式IP核，负责与其他串口设备、1553B总线设备、SD卡的通信任务。