目前,船用惯导系统正处在重要的历史变革时期,开展船用高精度光纤罗经系统的相关技术研究,实现具有工程实用价值的导航计算机系统设计,具有重要的现实意义。随着导航技术的快速发展,对导航系统信息处理的核心——导航计算机提出了更高的要求,本文在分析国内外导航计算机研究现状的基础上,设计了基于DSP和FPGA导航计算机总体方案,利用DSP强大的数字运算处理能力来完成捷联惯导的导航解算,而FPGA主要负责信号的采集以及与上位机通信等工作。本课题选用Xilinx FPGA、TI高性能TMS320C6748 DSP以及惯性传感器(光纤陀螺、石英挠性加速度计),设计并实现了一种能够用于海上导航的光纤罗经系统。具体内容包括:(1)完成光纤罗经导航系统总体方案设计。针对导航计算机的处理能力、功耗、体积等要求,并根据实际工程的需求,本文以TMS320C6748型DSP和Spartan-6型FPGA为主器件,辅以外围芯片,设计了导航计算机系统的硬件电路平台。其中DSP专注于导航解算,FPGA完成数据采集,数据处理以及通信等功能。(2)根据搭建完成的硬件,完成导航计算机的软件设计。分别完成对陀螺、加速度计采样,完成对温度的采样。针对该导航计算机系统多路输入信号的特点,利用FPGA分别设计了不同的处理方式,并将处理后的数据通过数据总线传递给DSP进行导航解算,利用SYS/BIOS操作系统完成DSP的驱动设计以及二级BOOT设计。(3)光纤罗经系统的自对准算法分析。首先对罗经回路、罗经参数选择进行推导,然后完成了捷联光纤罗经对准的设计。(4)对光纤罗经导航计算机系统进行试验验证。首先对惯性测量单元进行误差补偿,然后通过三轴转台试验和海上航行试验验证系统的稳定性和可靠性。结果表明设计的基于FPGA和DSP的光纤罗经导航计算机平台性能良好,能够满足光纤陀螺罗经导航系统的高性能、低功耗的需求。经试验验证,光纤罗经静态航向对准精度≤0.06°,动态航向对准精度≤0.11°。