2.1 数据采集系统功能指标 6

2.2 数据采集系统总体方案 6

3 数据采集系统硬件介绍 8

3.1 MSP430F247工作最小系统 8

3.1.1 控制芯片的选择 8

3.1.2 时钟与复位电路 9

3.1.3 软件调试接口JTAG 10

3.2 电源模块 11

3.3 I/V转换电路 12

3.4 A/D转换电路 14

3.4.1 多通道数据采集系统设计方案 14

3.4.2 AD转换芯片选择方案 16

3.4.3 AD7606的电路连接 18

3.5 RS-232通信接口 20

3.6 串口扩展电路 21

3.7 GPS接收机 22

3.8 电路板设计 24

4 数据采集系统软件设计 27

4.1 软件开发环境简介 27

4.2 软件的总体设计 27

4.3 AD7606输出数据的读取 28

4.3.1 SPI接口 28

4.3.2 AD7606输出数据的读取方式 29

4.3.3 AD7606输出数据的读取流程 30

4.4 串口通信设置 31

4.5 定时计数器A的中断采样 32

4.6 LEA-5H的读取 33

5 系统调试与实验 36

5.1 电路板的装配与单片机调试 36

5.2 数据的进一步处理 38

5.2.1 采集数据平均值 38

5.2.2 采集数据的转换 38

5.3  系统信噪比的评价 39

5.4  加速度计的数据采集 41

结  论 43

致  谢 45

参考文献 46

 1 绪论

1.1 研究的意义与背景

惯性导航系统是基于牛顿力学原理，利用陀螺仪与加速度计，通过感受载体在运动过程中的加速度与角速度，再通过计算机进行积分运算得到载体速度，位置，姿态等导航信息[1]。其作为一种全自主导航系统，无需引入外界信息就能完成导航功能，而且其还具有良好的动态性能和较高的短期精度，这些特点使得惯性导航系统在近些年发展迅速。其应用范围由车辆，船舶，航空飞行等扩展到了资源勘测，大地测量，制导武器等军用与民用的众多技术领域。由于惯性导航系统的测量误差随着时间累积，使其定位误差逐渐变大，难以应用于高精度的定位场合。

捷联惯性导航系统(SINS)是惯性导航系统中的一类，不同于平台式惯导，该系统将加速度计及陀螺仪直接固定连接于载体之上，然后由计算机来完成惯性导航平台的功能。因此，相对于平台式惯导，捷联惯性导航系统(SINS)具有体积小，重量轻，便于维护的特点[2]。目前，捷联惯性导航系统已成为惯性导航系统主要发展方向。