捷联式惯性导航与校准系统的制作方法

文档序号:14868786发布日期:2018-07-05 06:35阅读:193来源:国知局

本实用新型属于船用导航设备技术领域,具体涉及一种捷联式惯性导航与校准系统。



背景技术:

随着计算机和微电子技术的迅猛发展,利用计算机的强大解算和控制功能代替机电稳定系统成为可能。于是,一种新型惯导系统-捷联惯导系统从20世纪60年代初开始发展起来。捷联式惯性导航系统是一种十分先进的惯性导航技术,是近年来惯性技术的一个发展方向。由于捷联系统具有一系列优点,捷联系统取代平台式惯性导航系统,已成为新世纪惯性技术发展的一大趋势。但是由于捷联系统比起其他类型陀螺零位误差要大,为了解决其测量误差大的问题需要对其进行校准,但是现有捷联惯导的校准系统存在着:结构复杂,成本高,校准效果差等问题。

为解决上述问题,人们进行了长期的探索,例如,中国专利公开了一种船用惯性导航系统单点海上校准方法[申请号:201210015077.7],提出了一种单轴旋转调制捷联式惯性导航系统海上校准方法,船舶在码头初始启动后开始远航,船舶在海上航行一段时间,惯性导航系统积累一定导航误差需要校准时,根据本校准方法只需获得外部提供的一次单点位置导航数据。

上述方案虽然在一定程度上解决了现有捷联惯导的校准系统校准效果差的问题,但是该方案依然存在着:结构复杂等缺陷。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对上述问题,提供一种结构简单的捷 联式惯性导航与校准系统。

为达到上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:本捷联式惯性导航与校准系统,包括MEMS惯性测量传感器,所述的MEMS惯性测量传感器和MCU模块相连,其特征在于,所述的MEMS惯性测量传感器放置于能以不同速度或匀速转动的测试转台上,所述的测试转台连接有标定检测单元,所述的MEMS惯性测量传感器包括CPU模块,所述的CPU模块分别连接有加速度传感器和陀螺仪,所述的CPU模块还连接有FLASH存储器。

在上述的捷联式惯性导航与校准系统中,所述的MCU模块为32位ARM内核的STM32芯片。

在上述的捷联式惯性导航与校准系统中,所述的CPU模块具有DMA控制器,且所述的MEMS惯性测量传感器通过DMA控制器和MCU模块相连。

在上述的捷联式惯性导航与校准系统中,所述的CPU模块连接有滤波算法模块,且所述的滤波算法模块和FLASH存储器相连。

在上述的捷联式惯性导航与校准系统中,所述的标定检测单元包括陀螺标定模块和陀螺量检测模块,且所述的陀螺量检测模块和线性度调节模块相连。

本实用新型的优点在于:结构简单,提高了卫星天线的动态跟踪稳定性,使用惯性检测单元,即以陀螺仪和加速度计为敏感器件组成的捷联式惯导系统,由陀螺仪测量物体的转动,加速度计检测倾斜角度,根据陀螺的输出建立载体坐标系,然后与32位ARM内核的CPU组合实现更高效的采样,提高了校准效果。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图;

图中,MEMS惯性测量传感器1、CPU模块11、加速度传感器12、陀螺仪13、FLASH存储器14、DMA控制器15、滤波算法模块 16、MCU模块2、测试转台3、标定检测单元4、陀螺标定模块41、陀螺量检测模块42、线性度调节模块43。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示,本捷联式惯性导航与校准系统,包括MEMS惯性测量传感器1,MEMS惯性测量传感器1和MCU模块2相连,优选地,这里的MCU模块2为32位ARM内核的STM32芯片。这里的MEMS惯性测量传感器1放置于能以不同速度或匀速转动的测试转台3上,同时,这里的测试转台3连接有标定检测单元4。优选地,这里的标定检测单元4包括陀螺标定模块41和陀螺量检测模块42,且陀螺量检测模块42和线性度调节模块43相连。其中,MEMS惯性测量传感器1包括CPU模块11,CPU模块11分别连接有加速度传感器12和陀螺仪13,CPU模块11还连接有FLASH存储器14。

进一步地,这里的CPU模块11具有DMA控制器15,且MEMS惯性测量传感器1通过DMA控制器15和MCU模块2相连,其中,这里的CPU模块11连接有滤波算法模块16,且滤波算法模块16和FLASH存储器14相连。

本方案使用的MEMS惯性测量传感器1,具有输出精度高,噪声低,频率响应快等特点。以陀螺仪和加速度计为敏感器件组成的捷联式惯导系统,由陀螺仪测量物体的转动,加速度计检测倾斜角度,根据陀螺的输出建立载体坐标系,然后与32位ARM内核的CPU组合实现更高效的采样,提高了校准效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不 会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了MEMS惯性测量传感器1、CPU模块11、加速度传感器12、陀螺仪13、FLASH存储器14、DMA控制器15、滤波算法模块16、MCU模块2、测试转台3、标定检测单元4、陀螺标定模块41、陀螺量检测模块42、线性度调节模块43等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

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