专利名称：空间应用光纤陀螺组合的单总线设计方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤陀螺空间应用时的接口设计，特别是一种空间应用光纤陀螺组合的单总线设计方法。
背景技术：
近年来，光纤陀螺(FOG)由于其潜在的优势和应用前景而备受重视，已经成为新一代惯性制导测量系统中的主导器件。随着光纤陀螺研究的深入，人们逐步解决了光纤陀螺的各种关键问题，使光纤陀螺性能不断提高。现在光纤陀螺已经实现了集成化和数字化。国外研制的光纤陀螺零位漂移已达到0.001°/h以内，标定因数稳定性优于几个ppm，测量精度达到了0.0003°/h。光纤陀螺整体可以完全满足空间各种应用的需求。
基于光纤陀螺的优点，在空间飞行器上使用高精度光纤陀螺(I-FOG)作为高精度速率积分陀螺，它不仅能使三轴姿态的动态过程测量精度摆脱姿态敏感器带宽的限制，而且没有传统机械陀螺的维护难、稳定性差的问题，小体积、低功耗可以提高空间飞行器的有效载荷。尤其是近10年来国际上已有400多颗小卫星发射入轨，完成各种飞行任务。据多方面材料报到，利用微小卫星组网、编队将是小卫星发展的主要趋势，因此小卫星产业化的前景被各界看好。可以预见，在卫星上使用光纤陀螺进行姿态控制将是卫星姿态控制的一种趋势。
空间环境中卫星、航天飞行器及各种载荷等的姿态控制至少需要3个光纤陀螺来敏感空间飞行器的姿态信息，为了确保系统与陀螺高效、快捷、准确地传递信息。一种高可靠、方便的电气接口设计是相当重要的。现有的3个光纤陀螺为多总线结构，即3个光纤陀螺分别通过3个数据总线与电气系统连接，这样使得系统的重量和可靠性相对降低。
发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种陀螺与系统间的数据传输方案即总线设计方法，采用该方法系统与光纤陀螺间能够方便、快捷、准确地进行数据的传递，并且可以根据系统的需求选择所需要的信息，主动性强，且可靠性提高、重量减轻，而且每只陀螺都可以单独调试，互换性强。
本发明的技术解决方案一种空间应用光纤陀螺组合的单总线设计方法，其特点在于系统电路与陀螺接口采用总线方式连接，三只陀螺的接收数据线挂在一条单总线上与系统发送数据线相连，三只陀螺的发送数据线挂在一条总线上与系统接收数据线相连，系统与陀螺采用主从式通讯方法，系统为主叫方，事先约定三只陀螺标识码，系统同时向三只陀螺发送一个标识码，标识码相符的陀螺占据总线，并向系统发送数据，发送数据结束后释放总线。
所述的三个光纤陀螺都有自己独立的电源和数据线，三个陀螺内部分别采用三个独立的接口，三个接口插座通过三转一接插件板转接到组合体一个对外的插头，由其与系统插座相连，实现将三轴陀螺挂接在统一条总线上。
所述的数据线与总线间连接采用双点双线的形式，即任何一个电性接口至少有两个连结点，两根电线连接，一个结点一旦出现故障，其备份结点可以马上进入工作状态，从而保证系统正常运行，提高了可靠性。每只陀螺可以单独调试，互换性强。
本发明与现有技术相比的优点在于利用总线方案的固有优点，提供了一种陀螺与系统间高效、方便、快捷的通信方案，从而保证了光纤陀螺能够在空间长时间、高可靠的工作；而且由于总线结构支持多个光纤陀螺与系统间的通信，便于系统的冗余设计；系统与光纤陀螺间采用主从的地通信方法，系统为主叫方，提高了系统的自主性。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的接插件板示意图。
具体实施例方式
如图1所示，x轴陀螺、y轴陀螺、z轴陀螺分别连接在总线上，通过总线与系统相连。3只陀螺的接收数据线挂在一条总线上与系统发送数据线相连，3只陀螺的发送数据线挂在一条总线上与系统接收数据线相连。事先约定3只陀螺标识码，系统同时向3只陀螺发送一个标识码，标识码相符的陀螺占据总线，并向系统发送数据，发送数据结束后释放总线。本发明中x、y、z轴陀螺的标识码分别为B1000104，C2000104，D3000104。
三个陀螺内部分别采用三个独立的接口，三个陀螺接口插座，即陀螺插座1、陀螺插座2和陀螺插座3使用J30-25ZK，然后通过三转一接插件板转接到组合体一个对外的插头，由其与系统插座相连，实现将三轴陀螺挂接在统一条总线上，如图2所示。在接插件板上，三个陀螺插座为与陀螺输出接口对应的J30-25TJ，三个陀螺分别与其连接，对外的插座选用J15-26ZK，与外界系统相连。在接插件板上通过连续直接将三个J30-25TJ与J15-26ZK相连，连接方式如表1所示。从表中可以看出，各连接点均采用双点双线方式，充分提高了系统的可靠性。
表1 接插件板接线表
由于采用了总线结构，三个陀螺插座具有互换性，即x轴陀螺、y轴陀螺、z轴陀螺可以任意的固定在三个陀螺插座上，便于陀螺的安装与调试。系统与光纤陀螺间采用主从通信方式，系统为主叫方，系统同时向三只陀螺发送一个标识码，标识码相符的陀螺占据总线，并向系统发送数据，发送数据结束后释放总线，等待系统再次发送标识码。
权利要求
1.一种空间应用光纤陀螺组合的单总线设计方法，其特征在于系统电路与陀螺接口采用总线方式连接，三只陀螺的接收数据线挂在一条单总线上与系统发送数据线相连，三只陀螺的发送数据线挂在一条总线上与系统接收数据线相连，系统与陀螺采用主从式通讯方法，系统为主叫方，事先约定三只陀螺标识码，系统同时向三只陀螺发送一个标识码，标识码相符的陀螺占据总线，并向系统发送数据，发送数据结束后释放总线。
2.根据权利要求1所述的空间应用光纤陀螺组合的单总线设计方法，其特征在于所述的三个光纤陀螺都有自己独立的电源和数据线，三个陀螺内部分别采用三个独立的接口，三个接口插座通过三转一接插件板转接到组合体一个对外的插头上，由其与系统插座相连，实现将三轴陀螺挂接在同一条总线上。
3.根据权利要求1所述的空间应用光纤陀螺组合的单总线设计方法，其特征在于所述的数据线与总线间连接采用双点双线的冗余设计，即任何一个电性接口至少有两个连结点，两根电线连接，一个结点一旦出现故障，其备份结点可以马上进入工作状态，从而保证系统的正常运行。
全文摘要
一种空间应用光纤陀螺组合的单总线设计方法，其特征在于系统电路与陀螺接口采用总线方式连接，三只陀螺的接收数据线挂在一条单总线上与系统发送数据线相连，三只陀螺的发送数据线挂在一条总线上与系统接收数据线相连，系统与陀螺采用主从式通讯方法，系统为主叫方，事先约定三只陀螺标识码，系统同时向三只陀螺发送一个标识码，标识码相符的陀螺占据总线，并向系统发送数据，发送数据结束后释放总线。本发明能够方便、快捷、准确地进行数据的传递，并且可以根据系统的需求选择所需要的信息，主动性强，且可靠性提高、重量减轻，而且每只陀螺都可以单独调试，互换性强。
文档编号G01C19/72GK1888823SQ20061008897
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月28日 优先权日2006年7月28日
发明者肖文, 伊小素, 刘德文, 韩艳玲, 李 瑞, 刘洋 申请人:北京航空航天大学