改进的MVR—CORDIC算法在磁航向测量中的应用

·40·《测控技术)2009年第28卷第6期改进的MVR—CORDIC算法在磁航向测量中的应用冯文光，刘诗斌．(西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072)摘要：在单片机进行磁航向计算过程中，针对基本MVR—CORDIC算法的执行速度和效率不高的问题，分析和列举了在航向测量中利用算法矢量模式进行航向解算的步骤，结合该系统单片机和算法的特点，提出了自适应迭代次数和改进的旋转序列查找方法，在保证精度的同时提高磁航向解算的速度。该改进算法在单片机中实现，与基本算法进行了实验对比，结果表明：自适应迭代使算法迭代次数减少为原来的67％，改进的查找方法缩短57％的原迭代时间，且改进算法达到了系统要求精度，证明了该改进算法的快速有效。关键词：航行解算；改进矢量旋转的坐标旋转数字计算方法；自适应迭代次数；查找方法中图分类号：V241．61l文献标识码：A文章编号：1000—8829(2009)06—0040—03ApplicationofModifiedMVR-CORDICinMagneticHeadingMeasurementFENGWen—guang，LIUShi—bin(CollegeofElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Aimingatmagneticheadingmeasurementwithmicrocontroller，thespeedandeficiencyofbasicMVR—CORDIC(modifiedvectorrotational—coordinaterotationdigitalcomputer)arelower，thestepsusedtomeasuretheheadinginrotatemodearelisted．Consideredthefeaturesofthe51-microcontrollerandtheMVR—CORDICalgorithm，somenewschemesaboutiterationnumberandsearchingalgorithmarepresentedtoim-provethespeed．Thismodifiedalgorithmistestedandcomparedin51一microcontroller，theexperimentresultshowsthatadaptiveiterationmakesiterationtimesto67percentsofthegeneralnumbersandthemodifiedsearchingalgorithmreduces57percentsofthenormaliterationtime．Thismethodachievestherequiredpreci—sionwhichverifiesthatthealgorithmisfastandeffective．Keywords：headingmeasurement；MVR-·CORDIC；adaptiveiterationnumber；searchingmethod在磁航向}贝4量中，通常采用单片机实现各种函数的解算，其中计算反正切函数必不可少J。鉴于有限的硬件资源，计算精度与计算速度的折中是至关重要的，所以选择合适的反正切函数计算方法非常关键。反正切函数的计算方法有查表法_2J、多项式近似法、有理数近似』，CORDIC算法等。查表法速度快，算法简单易实现，但占用存储器的容量太大，尤其在要求精度高时；多项式近似法可达到较高的精度，但收稿日期：2008—12—30基金项目：国家自然科学基金课题(60874101)；西北工业大学基础研究基金(WO18104)作者简介：冯文光(1983一)，男，博士研究生，主要研究方向为智能传感器、数据处理与数据融合等；刘诗斌(1960一)，男，教授，博士生导师，长期从事无人机传感器系统研究工作，研究领域为磁场和压力测量、智能传感器系统、微电子和计算机应用。一般逼近多项式的阶数高，计算量大，消耗大量的硬件资源，计算速度受到限制；有理数近似相比多项式近似法更容易达到较高的精度，但分块操作占用大量的计算时间；CORDIC算法即坐标旋转数字计算方法，很适合用于三角函数、双曲线、指数、对数的计算，它通过基本的加和移位运算代替乘法运算，在保证计算精度的同时计算速度最快。经过研究，提出了一些改进的CORDIC算法』，其中MVR—CORDIC有较快的执行速度和较小的算法复杂度，但是它是针对VLSI(verylargescaleintegra—tion)的改进，应用在单片机中时，其执行效率不高，影响了执行速度，因此针对MV