HMR3000电子罗盘与DSP的接口设计及编程

摘要：针对光电搜索侦察系统报告搜索到的空中目标当前方位、俯仰位置给后端武器打击系统的需要，在光电搜索系统与后端武器打击系统之间建立大地坐标系是解决此类问题的较好方法，以便后端武器打击系统指向搜索到的空中目标。介绍了数字电子罗盘HMR3000的接口特性，给出了HMR3000的控制编程以及与DSP的接口电路，同时也给出了HMR3000电子罗盘获取光电搜索系统平台方位轴系相对地理正北的获取流程和编程实现方法以及DSP端相关程序。结果表明系统坐标系建立精度达到±0．5°，重复精度达到±0．1°，且能稳定运行。
关键词：RS422；数字电子罗盘；光电搜索侦察系统；DSP；NMEA标准；微处理器

美国Honeywell公司生产的数字罗盘模块HMR3000使用磁阻传感器和两轴倾斜传感器来提供航向信息，带有电子常平架的罗盘即使倾斜40°也能给出精确的航向。该电子罗盘广泛应用于航海、航天、测量系统等领域。HMR3000内部全部使用表面贴装元件，不含有任何的移动元件，所以非常可靠和坚固。这个低功耗、小体积的装置带有非铁磁性金属外壳，便于安装固定在任何一个平台上。允许用户对罗盘的输出进行组态，包括3类NMEA标准信息(HDG、 HDT和XDR)，3类专用语句(HPR、RCD和CCD)。该模块内置微处理器控制传感器的测量顺序，控制器操作的参数存储在EEPROM中，输出的语句满足NMEA0813标准。
光电搜索侦察系统与后端武器打击系统通过有线或无线连接时，两个系统往往处于地球上不同的位置，如何将光电搜索系统搜索到的空中目标方位、俯仰位置传递到后端武器打击系统，成为后端武器打击系统有效打击目标的关键。一般而言，两个系统安装处于地球的水平面且有机械或电子调平装置，这样空中目标的俯仰位置对两个系统平台而言是相同的。但空中目标对于两个系统平台方位而言却存在不同，基于地理正北固定不变原理，通过获取系统相对地理正北顺时针夹角，即可将光电搜索侦察系统指向目标的方位值报告给后端武器打击系统。
电子罗盘在工程中获得了广泛的应用，文献给出了基于单片机高级语言HMR3000编程的探讨，文献给出了电子罗盘在载体上实时跟踪地球同步卫星的案例。安装于光电侦察搜索系统平台上的电子罗盘HMP3000具备航向输出信息，根据文献给出的航向输出语句的格式及校正方法对电子罗盘进行有效编程及校正，可以获取系统相对地理正北顺时针夹角。通过考虑不同地区磁北的差异设计计算正北夹角的方法去完整实现地理正北沿顺时针相对系统指向夹角的获取。

1 HMR3000的硬件接口设计
1．1 功能特性
数字电子罗盘HMR3000可以为导航定位系统提供航向、俯仰、横滚等数据。其中航向的精度为±0．5°，分辨率为±O．10°。HMR3000有4种工作模式：连续、选通、睡眠和校准。HMR3000可在连续和选通模式下工作。在连续模式下，HMR3000以可组态的速率输出罗盘主动提供的NMEA标准信息，而在选通模式下，则根据用户控制电路的申请输出。
1．2 控制特性
HMR3000电子罗盘控制特性如表1所示。