1.本发明属于信号处理领域，具体涉及一种惯导系统用加速度计信号处理系统及处理方法。
背景技术：
2.在惯性导航系统(简称惯导系统)中，加速度计信号处理系统的性能直接影响导航精度。加速度计信号处理系统中的积分器的电容容值、电阻阻值、运算放大器等受温度、元器件老化的影响，引起电路的参数理论值(比如通道比例系数)发生变化，使得加速度计信号采集存在误差，致使导航精度下降。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种惯导系统用加速度计信号处理系统及处理方法，以提高导航解算精度。
4.本发明所述的惯导系统用加速度计信号处理系统，包括中央处理器和ad转换器，还包括四个转换电阻r
l
、四个四选一多路选择器和四个积分器；第一个四选一多路选择器的输入端接第一个转换电阻r
l
的一端和x轴加速度计输出端，第二个四选一多路选择器的输入端接第二个转换电阻r
l
的一端和y轴加速度计输出端，第三个四选一多路选择器的输入端接第三个转换电阻r
l
的一端和z轴加速度计输出端，第四个四选一多路选择器的输入端接第四个转换电阻r
l
的一端，并作为参考电流i
cef
输入端，四个转换电阻r
l
的另一端都接地；四个四选一多路选择器的八个地址选择端分别与中央处理器的八个选通控制信号输出端连接，每个四选一多路选择器的四个输出端分别与四个积分器的输入端连接，四个积分器的输出端分别与ad转换器的四个输入端连接，ad转换器的四个输出端分别与中央处理器的四个输入端连接(形成四个处理通道，即x加速度计信号的处理通道、y加速度计信号的处理通道、z加速度计信号的处理通道和参考信号的处理通道)，中央处理器进行解算并输出惯导系统的速度增量δv。
5.优选的，所述惯导系统用加速度计信号处理系统还包括第一电子开关sw1、第二电子开关sw2、第三电子开关sw3、第四电子开关sw4、第五电子开关sw5、第六电子开关sw6、第七电子开关sw7、第八电子开关sw8、第九电子开关sw9、第十电子开关sw10、第十一电子开关sw11、第十二电子开关sw12、四个正分压电阻r
r
和四个负分压电阻r
r
‑
。
6.每个四选一多路选择器的四个输出端分别通过第一电子开关sw1、第四电子开关sw4、第七电子开关sw7、第十电子开关sw10接四个积分器的输入端，四个正分压电阻r
r
的一端都作为正标准电压 u
ref
的输入端，四个正分压电阻r
r
的另一端分别通过第二电子开关sw2、第五电子开关sw5、第八电子开关sw8、第十一电子开关sw11接四个积分器中的积分电阻r
in
与积分电容c
in
的连接点，四个负分压电阻r
r
‑
的一端都作为负标准电压
‑
u
ref
的输入端，四个负分压电阻r
r
‑
的另一端分别通过第三电子开关sw3、第六电子开关sw6、第九电子开关sw9、第十二电子开关sw12接四个积分器中的积分电阻r
in
与积分电容c
in
的连接点。
7.第一电子开关sw1的控制端、第四电子开关sw4的控制端、第七电子开关sw7的控制端和第十电子开关sw10的控制端分别与中央处理器的四个积分控制信号输出端连接，第二电子开关sw2的控制端、第五电子开关sw5的控制端、第八电子开关sw8的控制端和第十一电子开关sw11的控制端分别与中央处理器的四个正向清零控制信号输出端连接，第三电子开关sw3的控制端、第六电子开关sw6的控制端、第九电子开关sw9的控制端和第十二电子开关sw12的控制端分别与中央处理器的四个负向清零控制信号输出端连接。
8.本发明所述的惯导系统用加速度计信号处理方法，采用上述惯导系统用加速度计信号处理系统，该处理方法为：
9.中央处理器控制第一电子开关sw1、第四电子开关sw4、第七电子开关sw7和第十电子开关sw10接通，控制四个四选一多路选择器的相应通道选通，使x轴加速度计信号、y轴加速度计信号、z轴加速度计信号和参考信号分别输入四个积分器(即x轴加速度计输出的电流i
x
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
x
输入一个积分器，y轴加速度计输出的电流i
y
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
y
输入一个积分器，z轴加速度计输出的电流i
z
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
z
输入一个积分器，参考电流i
cef
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
cef
输入一个积分器)，进行积分、ad转换后输入中央处理器；
10.中央处理器循环控制四个四选一多路选择器的相应通道选通，使参考信号与x轴加速度计信号、y轴加速度计信号、z轴加速度计信号循环进行处理通道交换；
11.在未进行参考信号与任意一个加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
12.计算δs
x
、δs
y
和δs
z
；
13.在进行参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
14.计算δs
x
、δs
y
和δs
z
；
15.在进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
16.计算δs
x
、δs
y
和δs
z
；
17.在进行参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
18.计算δs
x
、δs
y
和δs
z
；
19.其中，δs
x
表示一个采样周期的x轴积分增量、δs
y
表示一个采样周期的y轴积分增量，δs
z
表示一个采样周期的z轴积分增量，k
x
表示x轴加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数，k
y
表示y轴加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数，k
z
表示z轴加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数，k
x
、k
y
、k
z
的初始值都等于k
ad
*k
in
，k
ad
表示ad转换器的转
换系数，k
in
表示积分器的积分时间常数，n
x(i
‑
1)
、n
xi
分别表示x轴加速度计信号的处理通道在前一采集时刻、当前采集时刻的ad采样值，n
y(i
‑
1)
、n
yi
分别表示y轴加速度计信号的处理通道在前一采集时刻、当前采集时刻的ad采样值，n
z(i
‑
1)
、n
zi
分别表示z轴加速度计信号的处理通道在前一采集时刻、当前采集时刻的ad采样值，n
ei
表示交换之后参考信号的处理通道在当前采集时刻的ad采样值，n
d(i
‑
1)
表示交换之前参考信号的处理通道在前一采集时刻的ad采样值；
20.中央处理器对一个采样周期的x轴积分增量δs
x
、y轴积分增量δs
y
和z轴积分增量δs
z
进行解算，得到惯导系统的速度增量δv，并输出；
21.在进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换的前一个采样周期中，中央处理器进行如下处理：
22.利用公式：计算进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换之前的m
‑
1个采样周期的参考信号增量平均值其中，该m
‑
1个采样周期中的第j个采样周期的参考信号增量δn
cj
＝n
cji
‑
n
cj(i
‑
1)
，n
cji
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
采集时刻的ad采样值，n
cj(i
‑
1)
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
‑1采集时刻的ad采样值；其中，1≤j≤m
‑
1；
23.利用公式：计算参考信号的处理通道的实际通道比例系数k
c
；其中，t
s
表示采样周期(也是ad转换器的积分周期)，t
s
＝t
i
‑
t
i
‑1；
24.控制参考信号的处理通道上的积分器清零，控制参考信号的处理通道上的电子开关断开，暂停输入参考信号；
25.在进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换的当前采样周期中，中央处理器进行如下处理：
26.控制q加速度计信号的处理通道上的电子开关断开，同时控制参考信号的处理通道上的电子开关接通，控制四个四选一多路选择器的相应通道选通，进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换(即使原先输入参考信号的处理通道输入q加速度计信号，使原先输入q加速度计信号的处理通道等待输入参考信号)，并使k
q
＝k
c
(即将k
c
赋值给q加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数k
q
)；在通道交换完成并进行一次数据采集后，控制交换后的参考信号的处理通道上的积分器清零，控制交换后的参考信号的处理通道上的电子开关接通，输入参考信号；
27.其中，q加速度计信号为x轴加速度计信号或者y轴加速度计信号或者z轴加速度计信号；当q加速度计信号为x轴加速度计信号时，使k
x
＝k
c
(此处就是k
x
＝k
q
＝k
c
)，当q加速度计信号为y轴加速度计信号时，使k
y
＝k
c
(此处就是k
y
＝k
q
＝k
c
)，当q加速度计信号为z轴加速度计信号时，使k
z
＝k
c
(此处就是k
z
＝k
q
＝k
c
)。
28.上述惯导系统用加速度计信号处理方法的原理如下(以x轴加速度计信号的处理通道为例进行推导)：
29.x轴加速度计输出的电流i
x
流过转换电阻r
l
而形成电压u
x
：u
x
＝i
x
*r
l
30.电压u
x
作为积分器的输入，经过一个采样周期积分，得到一个采样周期的积分电压增量(即一个采样周期积分器的输出增量δu1)
[0031][0032]
其中，k
in
表示积分器的积分时间常数，
[0033]
x轴加速度计信号在一个采样周期的积分数字量为：
[0034][0035]
其中，k
ad
表示ad转换器的转换系数；
[0036]
由微积分定理可将上式变换为：由微积分定理可将上式变换为：表示一个采样周期的u
x
平均值，t
s
表示采样周期；
[0037]
由于一个采样周期的x轴积分增量则可转换为：δn
x
＝n
xi
‑
n
x(i
‑
1)
＝k
ad
*k
in
*δs
x
＝k1*δs
x
[0038]
k1表示x轴加速度计信号的处理通道的通道比例系数。假如，r
in
的阻值设置为20kω，c
in
的容值设置为0.47μf，k
ad
设置为3278bit/v，一个采样周期t
s
为1ms，则理论上k1＝k
ad
*k
in
，是一个固定不变的恒值；但是，由于通道器件随温度及器件老化因素影响，k1会发生变化，如果在通道器件随温度及器件老化后，仍利用k1＝k
ad
*k
in
进行计算，会存在测量误差；因此，需要对通道比例系数进行修正来实现误差补偿，测量x轴加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数k
x
，并利用k
x
来计算δs
x
，能消除误差，提高x轴加速度计信号的测量精度。
[0039]
y轴加速度计信号的处理通道、z轴加速度计信号的处理通道以及参考信号的处理通道的处理方式与上述推导过程类似。
[0040]
本发明利用四个四选一多路选择器选通四个信号处理通道中的三个信号处理通道用于对x轴加速度计信号、y轴加速度计信号、z轴加速度计信号进行处理，另一个信号处理通道接入参考信号用于测量该信号处理通道的实际通道比例系数；通过控制四选一多路选择器选择，让x轴、y轴、z轴三个加速度计在不同采样周期与参考信号的处理通道进行循环交换，在线测量各信号处理通道的实际通道比例系数，并利用各信号处理通道的实际通道比例系数来计算δs
x
、δs
y
、δs
z
(即利用实际通道比例系数来修正积分增量，实现误差补偿)，进而准确解算得到惯导系统的速度增量δv，从而解决了加速度计信号采集过程中因温度变化、元器件老化等因素引起的通道比例系数变化问题，实现了x轴、y轴、z轴加速度计信号的准确处理，提高了导航解算精度。
附图说明
[0041]
图1为本实施例中惯导系统用加速度计信号处理系统的原理框图。
[0042]
图2为本实施例中参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换前后的ad采样值曲线。
具体实施方式
[0043]
如图1所示的惯导系统用加速度计信号处理系统，包括中央处理器、ad转换器、四个转换电阻r
l
、四个四选一多路选择器、四个积分器、四个正分压电阻r
r
、四个负分压电阻
r
r
‑
和第一电子开关sw1、第二电子开关sw2、第三电子开关sw3、第四电子开关sw4、第五电子开关sw5、第六电子开关sw6、第七电子开关sw7、第八电子开关sw8、第九电子开关sw9、第十电子开关sw10、第十一电子开关sw11、第十二电子开关sw12。
[0044]
第一个四选一多路选择器的输入端接第一个转换电阻r
l
的一端和x轴加速度计输出端，第一个四选一多路选择器的两个地址选择端分别与中央处理器的两个选通控制信号输出端(对应ctl1、ctl2)连接，第一个四选一多路选择器的四个输出端分别接第一电子开关sw1的一端、第四电子开关sw4的一端、第七电子开关sw7的一端、第十电子开关sw10的一端。第二个四选一多路选择器的输入端接第二个转换电阻r
l
的一端和y轴加速度计输出端，第二个四选一多路选择器的两个地址选择端分别与中央处理器的两个选通控制信号输出端(对应ctl3、ctl4)连接，第二个四选一多路选择器的四个输出端分别接第一电子开关sw1的一端、第四电子开关sw4的一端、第七电子开关sw7的一端、第十电子开关sw10的一端。第三个四选一多路选择器的输入端接第三个转换电阻r
l
的一端和z轴加速度计输出端，第三个四选一多路选择器的两个地址选择端分别与中央处理器的两个选通控制信号输出端(对应ctl5、ctl6)连接，第三个四选一多路选择器的四个输出端分别接第一电子开关sw1的一端、第四电子开关sw4的一端、第七电子开关sw7的一端、第十电子开关sw10的一端。第四个四选一多路选择器的输入端接第四个转换电阻r
l
的一端，并作为参考电流i
cef
输入端，第四个四选一多路选择器的两个地址选择端分别与中央处理器的两个选通控制信号输出端(对应ctl7、ctl8)连接，第四个四选一多路选择器的四个输出端分别接第一电子开关sw1的一端、第四电子开关sw4的一端、第七电子开关sw7的一端、第十电子开关sw10的一端。
[0045]
四个转换电阻r
l
的另一端都接地。每个积分器包括积分电阻r
in
、积分电容c
in
、平衡电阻r1和运算放大器op1，积分电阻r
in
的一端作为积分器的输入端，积分电阻r
in
的另一端接运算放大器op1的同向输入端，运算放大器op1的反向输入端通过平衡电阻r1接地，积分电容c
in
的一端接运算放大器op1的同向输入端和积分电阻r
in
的另一端，积分电容c
in
的另一端接运算放大器op1的输出端，运算放大器op1的输出端作为积分器的输出端。第一电子开关sw1的另一端、第四电子开关sw4的另一端、第七电子开关sw7的另一端、第十电子开关sw10的另一端分别接四个积分器的输入端(即四个积分电阻r
in
的一端)。四个正分压电阻r
r
的一端都作为正标准电压 u
ref
的输入端，四个正分压电阻r
r
的另一端分别通过第二电子开关sw2、第五电子开关sw5、第八电子开关sw8、第十一电子开关sw11接四个积分器中的运算放大器op1的同向输入端，四个负分压电阻r
r
‑
的一端都作为负标准电压
‑
u
ref
的输入端，四个负分压电阻r
r
‑
的另一端分别通过第三电子开关sw3、第六电子开关sw6、第九电子开关sw9、第十二电子开关sw12接四个积分器中的运算放大器op1的同向输入端。
[0046]
第一电子开关sw1的控制端接中央处理器的第一个积分控制信号输出端(对应cl1)，第二电子开关sw2的控制端接中央处理器的第一个正向清零控制信号输出端(对应cl2)，第三电子开关sw3的控制端接中央处理器的第一个负向清零控制信号输出端(对应cl3)，第四电子开关sw4的控制端接中央处理器的第二个积分控制信号输出端(对应cl4)，第五电子开关sw5的控制端接中央处理器的第二个正向清零控制信号输出端(对应cl5)，第六电子开关sw6的控制端接中央处理器第二个负向清零控制信号输出端(对应cl6)，第七电子开关sw7的控制端接中央处理器的第三个积分控制信号输出端(对应cl7)，第八电子开关sw8的控制端接中央处理器的第三个正向清零控制信号输出端(对应cl8)，第九电子开关
sw9的控制端接中央处理器的第三个负向清零控制信号输出端(对应cl9)，第十电子开关sw10的控制端接中央处理器的第四个积分控制信号输出端(对应cl
10
)，第十一电子开关sw11的控制端接中央处理器的第四个正向清零控制信号输出端(对应cl
11
)，第十二电子开关sw12的控制端接中央处理器的第四个负向清零控制信号输出端(对应cl
12
)。
[0047]
四个积分器的输出端分别与ad转换器的四个输入端连接，ad转换器的四个输出端分别与中央处理器的四个输入端连接，四个积分器与ad转换器形成四个处理通道，即x加速度计信号的处理通道、y加速度计信号的处理通道、z加速度计信号的处理通道和参考信号(对应参考电流i
cef
，取值1ma)的处理通道，中央处理器进行解算并输出惯导系统的速度增量δv。
[0048]
本实施例中，惯导系统用加速度计信号处理方法，采用上述惯导系统用加速度计信号处理系统，该处理方法为：
[0049]
中央处理器控制第一电子开关sw1、第四电子开关sw4、第七电子开关sw7和第十电子开关sw10接通，控制四个四选一多路选择器的相应通道选通，使x轴加速度计信号、y轴加速度计信号、z轴加速度计信号和参考信号分别输入四个积分器(即x轴加速度计输出的电流i
x
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
x
输入一个积分器，y轴加速度计输出的电流i
y
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
y
输入一个积分器，z轴加速度计输出的电流i
z
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
z
输入一个积分器，参考电流i
cef
流过转换电阻r
l
而形成的电压u
cef
输入一个积分器)，进行积分、ad转换后输入中央处理器。
[0050]
中央处理器循环控制四个四选一多路选择器的相应通道选通，使参考信号与x轴加速度计信号、y轴加速度计信号、z轴加速度计信号循环进行处理通道交换。
[0051]
在未进行参考信号与任意一个加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
[0052]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
。
[0053]
在进行参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
[0054]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
。
[0055]
在进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
[0056]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
。
[0057]
在进行参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换的一个采样周期，中央处理器利用公式：
[0058]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
。
[0059]
其中，δs
x
表示一个采样周期的x轴积分增量、δs
y
表示一个采样周期的y轴积分增
量，δs
z
表示一个采样周期的z轴积分增量，k
x
表示x轴加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数，k
y
表示y轴加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数，k
z
表示z轴加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数，k
x
、k
y
、k
z
的初始值都等于k
ad
*k
in
，k
ad
表示ad转换器的转换系数，k
in
表示积分器的积分时间常数，n
x(i
‑
1)
、n
xi
分别表示x轴加速度计信号的处理通道在前一采集时刻、当前采集时刻的ad采样值，n
y(i
‑
1)
、n
yi
分别表示y轴加速度计信号的处理通道在前一采集时刻、当前采集时刻的ad采样值，n
z(i
‑
1)
、n
zi
分别表示z轴加速度计信号的处理通道在前一采集时刻、当前采集时刻的ad采样值，n
ei
表示交换之后参考信号的处理通道在当前采集时刻的ad采样值，n
d(i
‑
1)
表示交换之前参考信号的处理通道在前一采集时刻的ad采样值。
[0060]
中央处理器对一个采样周期的x轴积分增量δs
x
、y轴积分增量δs
y
和z轴积分增量δs
z
进行解算，得到惯导系统的速度增量δv，并输出。
[0061]
在进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换的前一个采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0062]
利用公式：计算进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换之前的m
‑
1个采样周期的参考信号增量平均值其中，该m
‑
1个采样周期中的第j个采样周期的参考信号增量δn
cj
＝n
cji
‑
n
cj(i
‑
1)
，n
cji
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
采集时刻的ad采样值，n
cj(i
‑
1)
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
‑1采集时刻的ad采样值；其中，1≤j≤m
‑
1。
[0063]
利用公式：计算参考信号的处理通道的实际通道比例系数k
c
；其中，t
s
表示采样周期(也是ad转换器的积分周期)，t
s
＝t
i
‑
t
i
‑1；
[0064]
控制参考信号的处理通道上的积分器清零，控制参考信号的处理通道上的电子开关断开，暂停输入参考信号。
[0065]
在进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换的当前采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0066]
控制q加速度计信号的处理通道上的电子开关断开，同时控制参考信号的处理通道上的电子开关接通，控制四个四选一多路选择器的相应通道选通，进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换(即使原先输入参考信号的处理通道输入q加速度计信号，使原先输入q加速度计信号的处理通道等待输入参考信号)，并使k
q
＝k
c
(即将k
c
赋值给q加速度计信号的处理通道的实际通道比例系数k
q
)；在通道交换完成并进行一次数据采集后，控制交换后的参考信号的处理通道上的积分器清零，控制交换后的参考信号的处理通道上的电子开关接通，输入参考信号。
[0067]
其中，q加速度计信号为x轴加速度计信号或者y轴加速度计信号或者z轴加速度计信号；当q加速度计信号为x轴加速度计信号时，使k
x
＝k
c
(此处就是k
x
＝k
q
＝k
c
)，当q加速度计信号为y轴加速度计信号时，使k
y
＝k
c
(此处就是k
y
＝k
q
＝k
c
)，当q加速度计信号为z轴加速度计信号时，使k
z
＝k
c
(此处就是k
z
＝k
q
＝k
c
)。
[0068]
下面以参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换为例具体进行说明。
[0069]
中央处理器控制第一电子开关sw1、第四电子开关sw4、第七电子开关sw7和第十电子开关sw10接通。中央处理器控制使对应ctl1的选通控制信号输出端输出低电平0、对应
ctl2的选通控制信号输出端输出低电平0，第一个四选一多路选择器的第一通道选通，电压u
x
输入第一个积分器。中央处理器控制使对应ctl3的选通控制信号输出端输出低电平0、对应ctl4的选通控制信号输出端输出高电平1，第二个四选一多路选择器的第二通道选通，电压u
y
输入第二个积分器。中央处理器控制使对应ctl5的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl6的选通控制信号输出端输出低电平0，第三个四选一多路选择器的第三通道选通，电压u
z
输入第三个积分器。中央处理器控制使对应ctl7的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl8的选通控制信号输出端输出高电平1，第四个四选一多路选择器的第四通道选通，电压u
cef
输入第四个积分器。此状态下，第一处理通道(由第一个积分器和ad转换器组成)就是x轴加速度计信号的处理通道，第二处理通道(由第二个积分器和ad转换器组成)就是y轴加速度计信号的处理通道，第三处理通道(由第三个积分器和ad转换器组成)就是z轴加速度计信号的处理通道，第四处理通道(由第四个积分器和ad转换器组成)就是参考信号的处理通道。
[0070]
在y轴加速度计信号的处理通道、z轴加速度计信号的处理通道保持不变，未进行参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换(即未进行第四处理通道与第一处理通道交换输入信号)的采样周期，中央处理器利用公式：
[0071]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
，并解算得到惯导系统的速度增量δv。
[0072]
在进行参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换的前一个采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0073]
利用公式：计算进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换之前的m
‑
1个采样周期的参考信号增量平均值其中，该m
‑
1个采样周期中的第j个采样周期的参考信号增量δn
cj
＝n
cji
‑
n
cj(i
‑
1)
，n
cji
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
采集时刻的ad采样值，n
cj(i
‑
1)
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
‑1采集时刻的ad采样值；其中，1≤j≤m
‑
1。
[0074]
利用公式：计算参考信号的处理通道(对应第四处理通道)的实际通道比例系数k
c
；其中，t
s
表示采样周期(也是ad转换器的积分周期)，t
s
＝t
i
‑
t
i
‑1。
[0075]
控制第四个积分器清零(若第四处理通道的输出为正电压时，控制第十二电子开关sw12接通一会儿，输入负标准电压
‑
u
ref
使第四个积分器输出为零，然后再控制第十二电子开关sw12断开；若第四处理通道的输出为负电压时，控制第十一电子开关sw11接通一会儿，输入正标准电压 u
ref
使第四个积分器输出为零，然后再控制第十一电子开关sw11断开)，控制第十电子开关sw10断开，暂停输入参考信号。
[0076]
在进行参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换的当前采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0077]
控制第一电子开关sw1断开，同时控制第十电子开关sw10接通。使对应ctl1的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl2的选通控制信号输出端输出高电平1，第一个四选一多路选择器的第四通道选通，电压u
x
输入第四个积分器；使对应ctl3的选通控制信号输出
端输出低电平0、对应ctl4的选通控制信号输出端输出高电平1，第二个四选一多路选择器的第二通道选通，电压u
y
输入第二个积分器；使对应ctl5的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl6的选通控制信号输出端输出低电平0，第三个四选一多路选择器的第三通道选通，电压u
z
输入第三个积分器；使对应ctl7的选通控制信号输出端输出低电平0、对应ctl8的选通控制信号输出端输出低电平0，第四个四选一多路选择器的第一通道选通，电压u
cef
输入第一个积分器，进行参考信号与x轴加速度计信号的处理通道交换；并使k
x
＝k
c
。此状态下，第一处理通道就变成了参考信号的处理通道，第二处理通道仍是y轴加速度计信号的处理通道，第三处理通道仍是z轴加速度计信号的处理通道，第四处理通道就变成了x轴加速度计信号的处理通道。
[0078]
在通道交换完成并进行一次数据采集后，控制第一个积分器清零(若第一处理通道的输出为正电压时，控制第三电子开关sw3接通一会儿，输入负标准电压
‑
u
ref
使第一个积分器输出为零，然后再控制第三电子开关sw3断开；若第一处理通道的输出为负电压时，控制第二电子开关sw2接通一会儿，输入正标准电压 u
ref
使第一个积分器输出为零，然后再控制第二电子开关sw2断开)，控制第一电子开关sw1接通，输入参考信号。
[0079]
在进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换的这个采样周期，中央处理器利用公式：
[0080]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
，并解算得到惯导系统的速度增量δv。
[0081]
此δs
x
的计算公式中，n
ei
等于交换之后的第一处理通道在当前采集时刻的ad采样值(即图2中的n
1i
)，n
d(i
‑
1)
等于交换之前第四处理通道在前一采集时刻的ad采样值(即图2中的n
4(i
‑
1)
)，n
x(i
‑
1)
等于交换之前第一处理通道在前一采集时刻的ad采样值(即图2中的n
1(i
‑
1)
)，n
xi
等于交换之后的第四处理通道在当前采集时刻的ad采样值(即图2中的n
4i
)。
[0082]
此后，再经过m个采样周期，进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换。具体过程如下：
[0083]
在x轴加速度计信号的处理通道、z轴加速度计信号的处理通道保持不变，未进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换(即未进行第一处理通道与第二处理通道交换输入信号)的采样周期，中央处理器利用公式：
[0084]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
，并解算得到惯导系统的速度增量δv。
[0085]
在进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换的前一个采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0086]
利用公式：计算进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换之前的m
‑
1个采样周期的参考信号增量平均值其中，该m
‑
1个采样周期中的第j个采样周期的参考信号增量δn
cj
＝n
cji
‑
n
cj(i
‑
1)
，n
cji
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
采集时刻的ad采样值，n
cj(i
‑
1)
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
‑1采集时刻的ad采样值；其中，1≤j≤m
‑
1。
[0087]
利用公式：计算参考信号的处理通道(对应第一处理通道)的实际通道比例系数k
c
；其中，t
s
表示采样周期(也是ad转换器的积分周期)，t
s
＝t
i
‑
t
i
‑1。
[0088]
控制第一个积分器清零(若第一处理通道的输出为正电压时，控制第三电子开关sw3接通一会儿，输入负标准电压
‑
u
ref
使第一个积分器输出为零，然后再控制第三电子开关sw3断开；若第一处理通道的输出为负电压时，控制第二电子开关sw2接通一会儿，输入正标准电压 u
ref
使第一个积分器输出为零，然后再控制第二电子开关sw2断开)，控制第一电子开关sw1断开，暂停输入参考信号。
[0089]
在进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换的当前采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0090]
中央处理器控制第四电子开关sw4断开，同时控制第一电子开关sw1接通。中央处理器控制使对应ctl1的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl2的选通控制信号输出端输出高电平1，第一个四选一多路选择器的第四通道选通，电压u
x
输入第四个积分器；使对应ctl3的选通控制信号输出端输出低电平0、对应ctl4的选通控制信号输出端输出低电平0，第二个四选一多路选择器的第一通道选通，电压u
y
输入第一个积分器；使对应ctl5的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl6的选通控制信号输出端输出低电平0，第三个四选一多路选择器的第三通道选通，电压u
z
输入第三个积分器；使对应ctl7的选通控制信号输出端输出低电平0、对应ctl8的选通控制信号输出端输出高电平1，第四个四选一多路选择器的第二通道选通，电压u
cef
输入第二个积分器，进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换)；并使k
y
＝k
c
。此状态下，第一处理通道就变成了y轴加速度计信号的处理通道，第二处理通道就变成了参考信号的处理通道，第三处理通道仍是z轴加速度计信号的处理通道，第四处理通道仍是x轴加速度计信号的处理通道。
[0091]
在通道交换完成并进行一次数据采集后，控制第二个积分器清零(若第二处理通道的输出为正电压时，控制第六电子开关sw6接通一会儿，输入负标准电压
‑
u
ref
使第二个积分器输出为零，然后再控制第六电子开关sw6断开；若第二处理通道的输出为负电压时，控制第五电子开关sw5接通一会儿，输入正标准电压 u
ref
使第二个积分器输出为零，然后再控制第五电子开关sw5断开)，控制第四电子开关sw4接通，输入参考信号。
[0092]
在进行参考信号与y轴加速度计信号的处理通道交换的这个采样周期，中央处理器利用公式：
[0093]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
，并解算得到惯导系统的速度增量δv。
[0094]
此δs
y
的计算公式中，n
ei
等于交换之后的第二处理通道在当前采集时刻的ad采样值，n
d(i
‑
1)
等于交换之前第一处理通道在前一采集时刻的ad采样值，n
y(i
‑
1)
等于交换之前第二处理通道在前一采集时刻的ad采样值，n
yi
等于交换之后的第一处理通道在当前采集时刻的ad采样值。
[0095]
此后，再经过m个采样周期，进行参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换。具体过程如下：
[0096]
在x轴加速度计信号的处理通道、y轴加速度计信号的处理通道保持不变，未进行
参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换(即未第二处理通道与第三处理通道交换输入信号)的采样周期，中央处理器利用公式：
[0097]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
，并解算得到惯导系统的速度增量δv。
[0098]
在进行参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换的前一个采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0099]
利用公式：计算进行参考信号与q加速度计信号的处理通道交换之前的m
‑
1个采样周期的参考信号增量平均值其中，该m
‑
1个采样周期中的第j个采样周期的参考信号增量δn
cj
＝n
cji
‑
n
cj(i
‑
1)
，n
cji
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
采集时刻的ad采样值，n
cj(i
‑
1)
表示参考信号的处理通道在第j个采样周期的t
i
‑1采集时刻的ad采样值；其中，1≤j≤m
‑
1。
[0100]
利用公式：计算参考信号的处理通道(对应第二处理通道)的实际通道比例系数k
c
；其中，t
s
表示采样周期(也是ad转换器的积分周期)，t
s
＝t
ji
‑
t
j(i
‑
1)
。
[0101]
控制第二个积分器清零(若第二处理通道的输出为正电压时，控制第六电子开关sw6接通一会儿，输入负标准电压
‑
u
ref
使第二个积分器输出为零，然后再控制第六电子开关sw6断开；若第二处理通道的输出为负电压时，控制第五电子开关sw5接通一会儿，输入正标准电压 u
ref
使第二个积分器输出为零，然后再控制第五电子开关sw5断开)，控制第四电子开关sw4断开，暂停输入参考信号。
[0102]
在进行参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换的当前采样周期中，中央处理器进行如下处理：
[0103]
中央处理器控制第七电子开关sw7断开，同时控制第四电子开关sw4接通。中央处理器控制使对应ctl1的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl2的选通控制信号输出端输出高电平1，第一个四选一多路选择器的第四通道选通，电压u
x
输入第四个积分器；使对应ctl3的选通控制信号输出端输出低电平0、对应ctl4的选通控制信号输出端输出低电平0，第二个四选一多路选择器的第一通道选通，电压u
y
输入第一个积分器；使对应ctl5的选通控制信号输出端输出低电平0、对应ctl6的选通控制信号输出端输出高电平1，第三个四选一多路选择器的第二通道选通，电压u
z
输入第二个积分器；使对应ctl7的选通控制信号输出端输出高电平1、对应ctl8的选通控制信号输出端输出低电平0，第四个四选一多路选择器的第三通道选通，电压u
cef
输入第三个积分器，进行参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换；并使k
z
＝k
c
。此状态下，第一处理通道仍是y轴加速度计信号的处理通道，第二处理通道就变成了z轴加速度计信号的处理通道，第三处理通道就变成了参考信号的处理通道，第四处理通道仍是x轴加速度计信号的处理通道。
[0104]
在通道交换完成并进行一次数据采集后，控制第三个积分器清零(若第三处理通道的输出为正电压时，控制第九电子开关sw9接通一会儿，输入负标准电压
‑
u
ref
使第三个积分器输出为零，然后再控制第九电子开关sw9断开；若第三处理通道的输出为负电压时，控制第八电子开关sw8接通一会儿，输入正标准电压 u
ref
使第三个积分器输出为零，然后再控
制第八电子开关sw8断开)，控制第七电子开关sw7接通，输入参考信号。
[0105]
在进行参考信号与z轴加速度计信号的处理通道交换的这个采样周期，中央处理器利用公式：
[0106]
计算δs
x
、δs
y
和δs
z
，并解算得到惯导系统的速度增量δv。
[0107]
此δs
z
的计算公式中，n
ei
等于交换之后的第三处理通道在当前采集时刻的ad采样值，n
d(i
‑
1)
等于交换之前第二处理通道在前一采集时刻的ad采样值，n
y(i
‑
1)
等于交换之前第三处理通道在前一采集时刻的ad采样值，n
yi
等于交换之后的第二处理通道在当前采集时刻的ad采样值。
[0108]
此后，中央处理器循环控制四个四选一多路选择器的相应通道选通，使参考信号与x轴加速度计信号、y轴加速度计信号、z轴加速度计信号循环进行处理通道交换。
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