近年来,惯性导航系统从平台式到捷联式得到了很大的发展,但是这种传统的惯性导航系统存在两方面的局限性:一是集中式的任务处理,二是串口方式的数据传输。集中式的任务处理使得数据接收、算法解算与数据融合等任务在同一处理器进行处理,这不仅导致了系统的高负荷性与程序的高耦合性,还影响了系统的实时性并且限制了系统功能的扩展性;串口方式的数据传输存在很多局限性,比如需要现场接线、安装客户端、传输速度慢、传输距离近等。针对以上问题,本文结合以太网技术设计出了一种基于嵌入式Web服务器而实现的惯导数据传输与融合系统。这种系统的特点是将惯性导航算法解算和数据融合进行分离,并且分别由DSP内核和ARM内核进行处理,即DSP端只负责惯性导航算法解算,ARM端实现数据传输、数据融合以及其他附加功能。这种分布式策略不仅能够减轻DSP端的负荷,而且在ARM端搭建Web服务器之后,即可通过以太网实现网页与惯导系统之间的数据传输,这样便可以解决传统串口传输数据的弊端;此外,ARM端的可编辑性很强,可以根据需求添加数据融合等其他附加功能而不影响DSP端的算法解算。本论文的重点则是ARM端的数据传输功能和数据融合算法的实现。硬件基础采用DSP+ARM双核异步构架的OMAPL138芯片,两个内核分别运行SYS/BIOS和Linux操作系统,并且在Linux之上搭建Boa嵌入式Web服务器,通过“Web服务器+Linux应用程序”实现数据传输与数据融合功能。本文首先介绍了论文研究的目的、意义以及国内外发展现状;然后,根据工程实际需要设计出惯导数据传输与融合系统的整体思想,并针对整体思想,从Web服务器和网页设计两个方面进行了需求分析。Web服务器端需要实现惯导参数设置、双核数据交换、INS/GPS数据融合、数据存储与交互等功能;网页端需要实现图形界面的设计、局部数据的动态刷新、导航基本参数的设置等功能。随后,为了将INS与GPS进行数据融合实现组合导航,首先对惯导系统和GPS系统进行了数学建模,然后建立INS与GPS的量测方程,再采用卡尔曼滤波对误差进行估计并校正惯导输出,从而改善INS或GPS单独进行导航的精确度。接着,开始对惯导数据传输与融合系统进行硬件设计与软件实现。首先,设计出硬件方案,并确立处理器芯片以及硬件平台;其次,设计出系统的软件体系结构,并且搭建系统软件开发平台,在ARM端进行BootLoader的移植、Linux内核移植以及文件系统的移植;随后,在ARM端的Linux上搭建了Boa服务器,同时,为了实现Web服务器和网页的动态交互,Web服务器端对CGI技术进行了实现;由于本系统中数据融合算法的输入来源于DSP内核,因此本文实现了基于SysLink组件的双核数据交换功能,这样便可将DSP内核解算完的数据实时传输给ARM内核;接着,通过编写Linux应用程序实现Web服务器的功能性需求,包括用户认证功能、导航初始参数设置功能、数据存储与下载功能、数据交互功能等;数据融合方面,将INS与GPS数据进行卡尔曼滤波并采用输出校正的方式补偿惯导输出;最后,通过HTML、CSS和JavaScript设计出惯导系统的网页,并通过AJAX技术实现了网页与Web服务器的动态数据交互功能。论文最后,将PC机与开发板连通,对网页以及Web服务器的功能进行了测试;算法方面,文章对INS/GPS数据融合的算法进行了验证,证明了算法的正确性;并且分别通过对DSP和ARM端算法运行时间的测试,验证了本文设计的分布式惯性导航系统的可行性。