HMR3000電子羅盤(pán)與DSP的接口設計及編程

摘要：針對光電搜索偵察系統報告搜索到的空中目標當前方位、俯仰位置給后端武器打擊系統的需要，在光電搜索系統與后端武器打擊系統之間建立大地坐標系是解決此類(lèi)問(wèn)題的較好方法，以便后端武器打擊系統指向搜索到的空中目標。介紹了數字電子羅盤(pán)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(shí)也給出了HMR3000電子羅盤(pán)獲取光電搜索系統平臺方位軸系相對地理正北的獲取流程和編程實(shí)現方法以及DSP端相關(guān)程序。結果表明系統坐標系建立精度達到±0．5°，重復精度達到±0．1°，且能穩定運行。
關(guān)鍵詞：RS422；數字電子羅盤(pán)；光電搜索偵察系統；DSP；NMEA標準；微處理器

美國Honeywell公司生產(chǎn)的數字羅盤(pán)模塊HMR3000使用磁阻傳感器和兩軸傾斜傳感器來(lái)提供航向信息，帶有電子常平架的羅盤(pán)即使傾斜40°也能給出精確的航向。該電子羅盤(pán)廣泛應用于航海、航天、測量系統等領(lǐng)域。HMR3000內部全部使用表面貼裝元件，不含有任何的移動(dòng)元件，所以非?？煽亢蛨怨?。這個(gè)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(gè)平臺上。允許用戶(hù)對羅盤(pán)的輸出進(jìn)行組態(tài)，包括3類(lèi)NMEA標準信息(HDG、 HDT和XDR)，3類(lèi)專(zhuān)用語(yǔ)句(HPR、RCD和CCD)。該模塊內置微處理器控制傳感器的測量順序，控制器操作的參數存儲在EEPROM中，輸出的語(yǔ)句滿(mǎn)足NMEA0813標準。
光電搜索偵察系統與后端武器打擊系統通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)連接時(shí)，兩個(gè)系統往往處于地球上不同的位置，如何將光電搜索系統搜索到的空中目標方位、俯仰位置傳遞到后端武器打擊系統，成為后端武器打擊系統有效打擊目標的關(guān)鍵。一般而言，兩個(gè)系統安裝處于地球的水平面且有機械或電子調平裝置，這樣空中目標的俯仰位置對兩個(gè)系統平臺而言是相同的。但空中目標對于兩個(gè)系統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(guò)獲取系統相對地理正北順時(shí)針夾角，即可將光電搜索偵察系統指向目標的方位值報告給后端武器打擊系統。
電子羅盤(pán)在工程中獲得了廣泛的應用，文獻給出了基于單片機高級語(yǔ)言HMR3000編程的探討，文獻給出了電子羅盤(pán)在載體上實(shí)時(shí)跟蹤地球同步衛星的案例。安裝于光電偵察搜索系統平臺上的電子羅盤(pán)HMP3000具備航向輸出信息，根據文獻給出的航向輸出語(yǔ)句的格式及校正方法對電子羅盤(pán)進(jìn)行有效編程及校正，可以獲取系統相對地理正北順時(shí)針夾角。通過(guò)考慮不同地區磁北的差異設計計算正北夾角的方法去完整實(shí)現地理正北沿順時(shí)針相對系統指向夾角的獲取。

1 HMR3000的硬件接口設計
1．1 功能特性
數字電子羅盤(pán)HMR3000可以為導航定位系統提供航向、俯仰、橫滾等數據。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、選通、睡眠和校準。HMR3000可在連續和選通模式下工作。在連續模式下，HMR3000以可組態(tài)的速率輸出羅盤(pán)主動(dòng)提供的NMEA標準信息，而在選通模式下，則根據用戶(hù)控制電路的申請輸出。
1．2 控制特性
HMR3000電子羅盤(pán)控制特性如表1所示。