惯性技术是惯性导航技术、惯性制导技术、惯性仪表技术、惯性测量技术以及惯性测试设备和装置技术的统称。它在国防科技中占有非常重要的地位，广泛的运用于航天、航空、航海等军事领域；随着惯性技术和计算机技术的不断发展以及成本降低，近几年来，许多国家将其应用领域扩大到民用领域，并发展开辟了更广阔的前景，例如广泛应用于地震、地籍、河流、油田的测量以及摄影、绘图和重力测量等方面。
捷联式惯导的特点
“捷联（Strapdown）”这一术语的英文原义就是“捆绑”的意思。因此，所谓捷联惯性系统也就是将惯性敏感元件（陀螺和加速度计）直接“捆绑”在运载体的机体上，从而完成制导和导航任务的系统。
与平台系统相比，捷联系统有如下特点：
1） 捷联系统敏感元件便于安装、维修和更换；
2） 捷联系统敏感元件可以直接给出舰船坐标系的所有导航参数，提供给导航、稳定控制系统和武备控制系统；
3） 捷联系统敏感元件易于重复布置，从而在惯性敏感元件级别上实现冗余技术，这时提高性能和可靠性十分有利；
4） 捷联系统去掉了常平架平台，xx了稳定平台稳定过程的各种误差同时减小系统体积。
捷联系统把敏感元件直接固定在载体上导致惯性敏感元件工作环境恶化，降低了系统的精度。因此，必须采取误差补偿措施，或采用新型的光学陀螺。随着电子计算机技术、精密加工技术以及光电技术等的进步，捷联惯导系统越发显示它的光明前途。

 2、自动驾驶仪（autopilot）

　　按一定技术要求自动控制飞行器的装置。在有人驾驶飞机上使用，是为了减轻驾驶员的负担，使飞机自动地按一定姿态、航向、高度和马赫数飞行。在导弹上，起稳定导弹姿态的作用，故称导弹姿态控制系统。它与导弹上或地面的导引装置交联组成导弹制导和控制系统，实现稳定和控制功能。20世纪30年代，为了减轻驾驶员长时间飞行的疲劳，开始使用三轴稳定的自动驾驶仪。主要功用是使飞机保持平直飞行。50年代，通过在自动驾驶仪中引入角速率信号的方法制成阻尼器或增稳系统，改善了飞机的稳定性，自动驾驶仪发展成飞行自动控制系统。50年代后期，又出现自适应自动驾驶仪，能随飞行器特性的变化而改变自身的结构和参数。60年代末，数字式自动驾驶仪在阿波罗飞船中得到应用。自动驾驶仪种类很多，可按能源形式、使用对象、调节规律等分类。现代自动驾驶仪的趋势是向数字化和智能化方向发展。
　　在现代军事科学方面，自动驾驶仪因可替代人驾驶飞机被应用于无人机方面，包括无人定翼飞机和无人直升机等无人飞行器。使用MEMS惯性器件和全球定位系统相结合的GPS/INS组合导航系统、使用自适应和神经网络等高级控制算法以及体积小重量轻集成度高都已经成为了现代自动驾驶仪的标志。

 3、常用通信接口

    communication interface
　　中央处理器和标准通信子系统之间的接口。 如：RS232接口。
　　RS232接口就是串口，电脑机箱后方的9芯插座，旁边一般有 "|O|O|" 样标识。
　　一般机箱有两个，新机箱有可能只有一个。笔记本电脑有可能没有。
　　有很多工业仪器将它作为标准通信端口。通信的内容与格式一般附在仪器的用户说明书中。
　　计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。
　　（1）接口的信号内容 实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示
　　（2）接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻 辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号 作为逻辑“1”
　　(3) 接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。
　　（4）传输电缆长度 由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为50英尺，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中{zd0}距离会远超过50英尺，美国DEC公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆，型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线，每对由22# AWG 组成，其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。
　　1.RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，{zd0}通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。
　　2.RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
　　以往，PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式，主要取决于设备的接口规范。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序，但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范，只能实现较单一的功能，适用于单一设备类型，程序不具备通用性。在RS232或RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是从（Slave）设备。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题.

4、串口通信基本原理

一．串行通信的基本原理

    串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数据从 CPU经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。

在Windows环境（Windows NT、Win98、Windows2000）下，串口是系统资源的一部分。

应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。

    串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口(RS——Recommended Standard推荐标准)。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。

    串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。

    典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：
a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。
b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。
c，停止位：用于表示单个包的{zh1}一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。
d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。

二．串口信号线的接法

   常用的串口通信标准有RS232、RS422、RS485。

    一个完整的RS-232C接口有22根线，采用标准的25芯插头座（或者9芯插头座）。25芯和9芯的主要信号线相同。以下的介绍是以25芯的RS-232C为例。

①主要信号线定义：

　　　　 2脚：发送数据TXD； 3脚：接收数据RXD； 4脚：请求发送RTS； 5脚：xx发送CTS；

　　　　 6脚：数据设备就绪DSR；20脚：数据终端就绪DTR； 8脚：数据载波检测DCD；

1脚：保护地；　　 7脚：信号地。

②电气特性：

数据传输速率{zd0}可到20K bps,{zd0}距离仅15m.

注：看了微软的MSDN 6.0，其Windows API中关于串行通讯设备（不一定都是串口RS-232C或RS-422或RS-449）速率的设置，{zd0}可支持到RS_256000，即256K bps! 也不知道到底是什么串行通讯设备？但不管怎样，一般主机和单片机的串口通讯大多都在9600 bps,可以满足通讯需求。

③接口的典型应用：

大多数计算机应用系统与智能单元之间只需使用3到5根信号线即可工作。这时，除了TXD、RXD以外，还需使用RTS、CTS、DCD、DTR、DSR等信号线。（当然，在程序中也需要对相应的信号线进行设置。）

　　 以上接法，在设计程序时，直接进行数据的接收和发送就可以了，不需要　　 对信号线的状态进行判断或设置。（如果应用的场合需要使用握手信号等，需要对相应的信号线的状态进行监测或设置。）

5、D/A或A/D转换

D——Digital signals, A——Analog　signals

通俗的讲A/D是指模拟信号转换成数字信号，D/A是指数字信号转换成模拟信号！　 

6、PPM (Pulse Position Modulation——脉冲位置调制)接口

随着数字通信技术的发展，数字化成为当今信息与通信技术发展的必然趋势，也是信息化社会的基础。数字通信的基带传输方式是数字通信的最基本的传输方式，如利用中继方式在长距离上直接传输pcm信号、用双绞线进行局域网内的计算机数据传输等。这种不使用载波调制解调器设备或装置而直接传送基带信号的系统，我们称之为基带传输系统。对于整个基带系统来说，基带信号的产生、复接、编码，以及对接收端的基带信号的处理是相当重要的。在数字基带系统中脉冲调制是一种重要的调制传输手段。将数字序列变换成脉冲序列共有三种基本方法：改变脉冲的幅度、位置和周期。相应的调制方法称为脉冲幅度调制（Pulse-Amplitude Modulation），脉冲位置调制（Pulse Position Modulation），脉冲周期调制(Pulse-Duration Modulation).其中脉冲位置调制（PPM）是利用脉冲的相对位置来传递信息的一种调制方式，最早由 Pierce JR提出并应用于空间通信。在光通信中，这种调制方式可以以最小的光平均功率达到{zg}的数据传输速率。PPM的优点在于:它仅需根据数据符号控制脉冲位置,不需要进行脉冲幅度和极性的控制,便于以较低的复杂度实现调制与解调，PPM特别适用于对潜通信和市内计算机红外线通信等要求低平均功率传输信息的场合。PPM信号调制广泛的应用于光通信、超宽带移动通信等现代通信前沿技术领域。PPM信号的调制和接收对通信系统的性能起很大作用。