在石油钻井过程中,旋转导向系统的出现极大的提高钻井作业生产效率,同时,在井眼更为复杂、钻井轨迹要求更为平滑的应用场景,旋转导向系统都体现出了自己独特的优势。旋转导向技术中重要的一环是需要不断获得钻具的姿态以更新导航控制算法,这一步往往借助动态井斜测量技术,利用重力加速度传感器以及磁通量传感器,在井下高温、高压、振动、泥浆冲蚀等恶劣环境下,采集信号,经过滤波后最终解算出钻具的井斜角、方位角。钻具恶劣的工作环境、动态测量的苛刻要求给动态井斜问题的解决带来了极大的挑战。本文主要工作如下:1、本文提出了利用小波卡尔曼滤波算法以解决动态井斜测量问题,并在自研的工作与高温环境的基于双核DSP芯片的动态井斜测控系统硬件平台上对算法进行了实现。对现有动态井斜测量问题中姿态解算算法进行了研究,传统动态井斜测量问题中姿态解算算法往往采用带通滤波、卡尔曼滤波等方法对重力加速度传感器进行滤波,带通滤波可以消除高、低频无关噪声,但无法处理通带内掺杂的噪声,而已提出的利用卡尔曼滤波算法来进行滤波的诸多建模中,仍存在一定优化空间。将二者优点相结合,本文提出利用基于滤波器组的小波卡尔曼滤波算法,来进行噪声滤除以及钻具姿态解算。较之已有算法,小波卡尔曼滤波算法在保留卡尔曼滤波算法优点的同时可以对信号进行多分辨率分解,提高了解算精度的同时,在双核DSP平台上仍旧拥有较好的实时性。仿真实验表明,小波卡尔曼滤波算法可有效滤除重力加速度传感器中的干扰噪声,提高动态井斜测量的准确性。2、本文提出了一种工作于高温环境的基于双核DSP芯片TMS320F28377D的动态井斜测控系统硬件解决方案,并完成了元器件的选型,电路的设计与绘制,PCB的焊接与调试,以及双核芯片的编程工作。近年来一批双核高性能DSP芯片的出现以其优越的性能以及功耗表现,逐渐在嵌入式领域的诸多应用场景中崭露头角,在动态井斜测控系统中,现有动态井斜测控系统硬件架构一般采用单DSP芯片或双DSP芯片作为主控芯片,受限于井下高温环境,可选DSP芯片普遍功耗较低,运算能力有限,单DSP芯片在处理复杂运算时往往在性能方面捉襟见肘;双DSP芯片的方案在性能上有所提升,但一方面受限于芯片间通信速率等因素影响,使得这种性能的提升变得较为有限,另一方面,受限于系统稳定性、PCB尺寸、功耗等多方面因素的影响,使得这一方案在换取性能同时付出了较高的代价。本文提出了基于双核DSP芯片的硬件架构解决方案,并通过内部IPC通信机制在裸操作系统下实现了小波卡尔曼滤波算法和信号采集、传输这两类事务的独立运行,较大限度的发挥了芯片的性能。