本发明涉及一种多源导航计算机电路，具体是指一种用于长航时飞行器的组合导航电路，属于导航制导与控制领域。
背景技术：
随着航天技术的发展，对各类飞行器的惯性导航系统也提出了越来越高的要求，对其配套的单机、载荷和信息处理架构也提出了相应的要求。为了保证大量数据处理的准确性和高速计算通讯的可靠性，必须相应的在电路设计中采用组合导航电路的设计方法。
目前，常用的导航电路设计方法，按照惯性导航系统组成功能划分，主要有实时转换温度、角速度、加速度等调控信息的RS422接口模块和集成数据处理及计算通信的导航模块，在此基础上实现飞行器惯性导航系统的姿控、轨控、通信等必要功能。对于飞行器而言，这种导航电路主要存在如下两个缺点：1）安全性不足。由于飞行器的应用环境十分特殊，需要不断的高速数据通信，否则有可能会导致失控，极大降低导航精度，给整个导航系统带来隐患。而目前常见的通讯方式往往采用1553B或RS422中的任意一种的单元组合系统，无法更好的满足高速处理数据的要求。2）精度不足。由于飞行器要采集并处理GPS、星敏感器、温度、角速度和加速度等调控信息，数据信息量比较大，因此单一通讯处理方式无法同时兼顾数据备份和通信速率两个方面。
综上，目前常用的导航计算机电路存在安全性低、精度低等问题，难以满足特殊应用的飞行器导航控制要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种多源导航计算机电路，实现惯导导航系统的多功能性、强可控性、高可靠性和高精度，满足特殊应用的飞行器导航控制要求，更好的适应航天技术发展的新要求。
为实现上述目的，本发明提供一种多源导航计算机电路，包含：调控信息采集装置，采集飞行器惯组的调控信息；接口电路板，与调控信息采集装置连接，将接收到的调控信息以RS422协议方式输出；星敏信息采集装置，采集飞行器的星敏信息；导航电路板，分别与接口电路板以及星敏信息采集装置连接，对接收到的调控信息与星敏信息进行导航计算后输出；计算机管理装置，与导航电路板连接，以RS422协议方式和1553B协议方式进行通信，根据接收到的导航计算结果，进行飞行器导航控制。
所述的调控信息采集装置包含：温度控制板，与接口电路板连接，采集飞行器惯组内部传感器的温度值，并传输至接口电路板；多个光纤陀螺，与接口电路板连接，采集飞行器惯组内部陀螺的角速度，并传输至接口电路板；多个加速度计，与接口电路板连接，采集飞行器惯组内部传感器的加速度值，并传输至接口电路板。
所述的光纤陀螺和加速度计的数量均为三个。
所述的接口电路板将接收到的飞行器惯组的温度、角速度和加速度进行RS422串口转换，并以RS422的协议方式传输至导航电路板实现通信。
所述的星敏信息采集装置包含：GPS模块，与导航电路板连接，采集飞行器的GPS信息，包括：定位模式、PDOP值、收星个数、WGS84坐标值和地理坐标值，并传输至导航电路板；星敏感器，与导航电路板连接，采集星敏感器测量姿态四元素数据和星敏感器状态信息，并传输至导航电路板。
所述的导航电路板包含：FPGA模块，分别与接口电路板、GPS模块、星敏感器以及计算机管理装置连接，接收接口电路板输出的调控信息，以及接收GPS模块和星敏感器输出的星敏信息；DSP模块，与FPGA模块连接，接收FPGA模块输出的调控信息和星敏信息，进行数据处理以实现导航计算，并通过FPGA模块输出。
所述的计算机管理装置包含：第一飞行控制计算机，与FPGA模块连接，通过RS422的协议方式接收调控信息，并通过1553B的协议方式对调控信息、星敏信息以及导航计算结果进行备份；第二飞行控制计算机，与FPGA模块连接，通过RS422的协议方式接收星敏信息，并进行飞行器的轨道控制；平台管理计算机，与FPGA模块连接，通过RS422的协议方式向PFGA模块发送遥测数据，并接收导航控制指令。
综上所述，本发明提供的多源导航计算机电路，采用接口电路板和导航电路板两大电路模块，所占PCB印刷电路板的面积小，可靠性高；采用RS422为主通信方式、1553B进行数据备份的组合通信方式，更好的满足高速处理大量数据的要求，提高安全性；并且同时兼顾数据备份和通信速率两个方面，保证精度要求。
附图说明
图1为本发明中多源导航计算机电路的结构示意图。
具体实施方式
以下结合图1，详细说明本发明的一个优选实施例。
如图1所示，为本发明提供的多源导航计算机电路，包含：调控信息采集装置，采集飞行器惯组的调控信息；接口电路板100，与调控信息采集装置连接，将接收到的调控信息以RS422协议方式输出；星敏信息采集装置，采集飞行器的星敏信息；导航电路板200，分别与接口电路板100以及星敏信息采集装置连接，对接收到的调控信息与星敏信息进行导航计算后输出；计算机管理装置，与导航电路板200连接，以RS422协议方式和1553B协议方式进行通信，根据接收到的导航计算结果，进行飞行器导航控制。
所述的调控信息采集装置包含：温度控制板101，由温度采样模块和A/D（模/数）转换模块构成，且与接口电路板100连接，采集飞行器惯组内部传感器的温度值，进行模数转换后传输至接口电路板100；多个光纤陀螺102，与接口电路板100连接，采集飞行器惯组内部陀螺的角增量和速度增量（角速度），并传输至接口电路板100；多个加速度计103，与接口电路板100连接，采集飞行器惯组内部传感器的加速度值，并传输至接口电路板100。
本实施例中，采用三个光纤陀螺102和三个加速度计103进行调控信息的采集。
所述的接口电路板100将接收到的飞行器惯组的调控信息（包括温度、角速度、加速度等）进行RS422串口转换，并以RS422的协议方式传输至导航电路板200实现通信。
所述的星敏信息采集装置包含：GPS模块201，与导航电路板200连接，采集飞行器的GPS信息，包括：定位模式、PDOP（Position Dilution of Precision，空间几何精度因子）值、收星个数、WGS84（World Geodetic System 1984，为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统）坐标值和地理坐标值，并传输至导航电路板200；星敏感器202，与导航电路板200连接，采集星敏感器测量姿态四元素数据和星敏感器状态信息，并传输至导航电路板200。
所述的导航电路板200包含：FPGA模块，分别与接口电路板100、GPS模块201、星敏感器202以及计算机管理装置连接，接收接口电路板100输出的调控信息，以及接收GPS模块201和星敏感器202输出的星敏信息；DSP模块，与FPGA模块连接，接收FPGA模块输出的调控信息和星敏信息，进行数据处理以实现导航计算，并通过FPGA模块输出。
所述的计算机管理装置包含：第一飞行控制计算机300，与FPGA模块连接，通过RS422的协议方式接收调控信息，并通过1553B的协议方式对调控信息、星敏信息以及导航计算结果进行备份；第二飞行控制计算机400，与FPGA模块连接，通过RS422的协议方式接收星敏信息，并进行飞行器的轨道控制；平台管理计算机500，与FPGA模块连接，通过RS422的协议方式向PFGA模块发送遥测数据，并接收导航控制指令。
本发明所述的多源导航计算机电路，由两大电路模块和两种通信方式组合构成。其中，两大电路模块由接口电路板100和导航电路板200构成。首先，接口电路板100主要完成对温度、角速度、加速度等调控信息的RS422的串口转换，并以RS422的通信协议方式传输至导航电路板200进行数据处理；导航电路板200由FPGA模块和DSP模块构成，FPGA模块主要用于与接口电路板100以及第一飞行控制计算机300、第二飞行控制计算机400和平台管理计算机500这三个外部计算机进行数据通信，DSP模块主要用于数据的计算处理以实现导航计算。
而两种通信组合指的是本发明采用1553B通信协议与RS422通信协议组合的通信方式，其中RS422协议方式用作本发明的多源导航计算机电路的主通信，1553B协议方式用于导航电路板100与第一飞行控制计算机300之间的通信备份。
综上所述，本发明提供的多源导航计算机电路，与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、本发明采用光纤陀螺进行角速度采集，与现有技术中常用的机电陀螺或激光陀螺相比，零部件少，牢固稳定，具有较强抗冲击和抗加速运动的能力，并且检测灵敏度和分辨率比机电陀螺或激光陀螺提高多个数量级，具有结构简单、价格低、体积小、质量轻等优点。
2、本发明采用接口电路板和导航电路板两大电路模块，占用的PCB板的面积小，有效解决功耗、散热等硬件问题，确保了导航计算机电路的高可靠性。
3、本发明采用1553B接口协议与RS422通信协议组合的通信方式，其中RS422传输距离更远、速度更快、抗干扰性更强，尤其全双工通信的RS422更加可靠；而1553B则用于实现导航电路板与飞行控制计算机之间的数据备份，大大提高了系统的可靠性和精度。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。