HMR3000電子羅盤與DSP的接口設(shè)計及編程

摘要：針對光電搜索偵察系統(tǒng)報告搜索到的空中目標(biāo)當(dāng)前方位、俯仰位置給后端武器打擊系統(tǒng)的需要，在光電搜索系統(tǒng)與后端武器打擊系統(tǒng)之間建立大地坐標(biāo)系是解決此類問題的較好方法，以便后端武器打擊系統(tǒng)指向搜索到的空中目標(biāo)。介紹了數(shù)字電子羅盤HMR3000的接口特性，給出了HMR3000的控制編程以及與DSP的接口電路，同時也給出了HMR3000電子羅盤獲取光電搜索系統(tǒng)平臺方位軸系相對地理正北的獲取流程和編程實現(xiàn)方法以及DSP端相關(guān)程序。結(jié)果表明系統(tǒng)坐標(biāo)系建立精度達(dá)到±0．5°，重復(fù)精度達(dá)到±0．1°，且能穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：RS422；數(shù)字電子羅盤；光電搜索偵察系統(tǒng)；DSP；NMEA標(biāo)準(zhǔn)；微處理器

美國Honeywell公司生產(chǎn)的數(shù)字羅盤模塊HMR3000使用磁阻傳感器和兩軸傾斜傳感器來提供航向信息，帶有電子常平架的羅盤即使傾斜40°也能給出精確的航向。該電子羅盤廣泛應(yīng)用于航海、航天、測量系統(tǒng)等領(lǐng)域。HMR3000內(nèi)部全部使用表面貼裝元件，不含有任何的移動元件，所以非?？煽亢蛨怨獭＿@個低功耗、小體積的裝置帶有非鐵磁性金屬外殼，便于安裝固定在任何一個平臺上。允許用戶對羅盤的輸出進(jìn)行組態(tài)，包括3類NMEA標(biāo)準(zhǔn)信息(HDG、 HDT和XDR)，3類專用語句(HPR、RCD和CCD)。該模塊內(nèi)置微處理器控制傳感器的測量順序，控制器操作的參數(shù)存儲在EEPROM中，輸出的語句滿足NMEA0813標(biāo)準(zhǔn)。
光電搜索偵察系統(tǒng)與后端武器打擊系統(tǒng)通過有線或無線連接時，兩個系統(tǒng)往往處于地球上不同的位置，如何將光電搜索系統(tǒng)搜索到的空中目標(biāo)方位、俯仰位置傳遞到后端武器打擊系統(tǒng)，成為后端武器打擊系統(tǒng)有效打擊目標(biāo)的關(guān)鍵。一般而言，兩個系統(tǒng)安裝處于地球的水平面且有機械或電子調(diào)平裝置，這樣空中目標(biāo)的俯仰位置對兩個系統(tǒng)平臺而言是相同的。但空中目標(biāo)對于兩個系統(tǒng)平臺方位而言卻存在不同，基于地理正北固定不變原理，通過獲取系統(tǒng)相對地理正北順時針夾角，即可將光電搜索偵察系統(tǒng)指向目標(biāo)的方位值報告給后端武器打擊系統(tǒng)。
電子羅盤在工程中獲得了廣泛的應(yīng)用，文獻(xiàn)給出了基于單片機高級語言HMR3000編程的探討，文獻(xiàn)給出了電子羅盤在載體上實時跟蹤地球同步衛(wèi)星的案例。安裝于光電偵察搜索系統(tǒng)平臺上的電子羅盤HMP3000具備航向輸出信息，根據(jù)文獻(xiàn)給出的航向輸出語句的格式及校正方法對電子羅盤進(jìn)行有效編程及校正，可以獲取系統(tǒng)相對地理正北順時針夾角。通過考慮不同地區(qū)磁北的差異設(shè)計計算正北夾角的方法去完整實現(xiàn)地理正北沿順時針相對系統(tǒng)指向夾角的獲取。

1 HMR3000的硬件接口設(shè)計
1．1 功能特性
數(shù)字電子羅盤HMR3000可以為導(dǎo)航定位系統(tǒng)提供航向、俯仰、橫滾等數(shù)據(jù)。其中航向的精度為±0．5°，分辨率為±O．10°。HMR3000有4種工作模式：連續(xù)、選通、睡眠和校準(zhǔn)。HMR3000可在連續(xù)和選通模式下工作。在連續(xù)模式下，HMR3000以可組態(tài)的速率輸出羅盤主動提供的NMEA標(biāo)準(zhǔn)信息，而在選通模式下，則根據(jù)用戶控制電路的申請輸出。
1．2 控制特性
HMR3000電子羅盤控制特性如表1所示。