基于OMAPL138 DSP+ARM+FPGA GPS/INS位置、速度和姿态全组合导航系统设计

传统的GPS/INS组合导航是以位置和速度为观测量进行组合,其可观测性与载体的运行轨迹有关,从而影响整个系统的精度和可靠性。为解决这一问题,本文提出了地固坐标系下的位置、速度和姿态全组合方法,推导了GPS多天线测姿的误差方程,给出了姿态误差与平台失准角之间的转换关系,在传统的位置和速度组合基础上建立了全组合导航的数学模型,并通过实测机载数据对该模型进行检验。结果表明,该模型显著提高了姿态精度,对速度和位置精度也有一定程度的提高。 

1 评估板简介
基于 TI TMS320C6748 定点/浮点 DSP C674x + Xilinx Spartan-6 FPGA 处理器； Ø DSP 与 FPGA 通过 uPP、EMIFA、I2C 总线连接，通信速度可高达 228MByte/s； Ø DSP 主频 456MHz，高达 3648MIPS 和 2746MFLOPS 的运算能力；
FPGA 兼容 Xilinx Spartan-6 XC6SLX9/16/25/45，平台升级能力强；
开发板引出丰富的外设，包含千兆网口、SATA、EMIFA、uPP、USB 2.0 等高速数据传
输接口，同时也引出 GPIO、I2C、RS232、PWM、McBSP、VGA、PMOD、RS485 等常见接口；
通过高低温测试认证，适合各种恶劣的工作环境；
DSP+FPGA 双核核心板，尺寸为 66mm*38.6mm，采用工业级 B2B 连接器，保证信号完整性； Ø
可充放电池电路，提供多种标准工业接口，可连多通道 AD、DA 等模块，拓展能力强；
支持裸机、SYS/BIOS 操作系统。

图1 开发板正面和侧视图

XM6748F-IDK-V3.0 是一款基于深圳信迈XM6748F-SOM核心板设计的开发板，采用沉金无铅工艺的4层板设计，它为用户提供了 XM6748F-SOM核心板的测试平台，用于快速评估XM6748F-SOM核心板的整体性能。

XM6748F-SOM引出CPU全部资源信号引脚，二次开发极其容易，客户只需要专注上层应用，大大降低了开发难度和时间成本，让产品快速上市，及时抢占市场先机。不仅提供丰富的 Demo 程序，还提供详细的开发教程，全面的技术支持，协助客户进行底板设计、调试以及软件开发。

开发板外设资源框图示意图

图3 开发板接口示意图

图4 开发板接口示意图