一种小型化微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统的制作方法

本发明属于用于飞机、车辆中的惯性导航技术领域，具体涉及一种用于惯性测量和组合导航的微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统。

背景技术：

惯性/卫星组合导航是通过惯性仪表(包括加速度计和陀螺仪)测量载体的加速度和角速率运动，经过误差补偿和积分，获得被测载体的加速度、角速率、姿态、位置及速度等运动信息，同时利用卫星导航模块测量的载体位置、速度等信息进行数据融合，形成连续高精度的惯性/卫星组合位置、速度、姿态等信息。由于具有连续、高精度、不发散等优点，广泛应用于无人车、无人机、机器人导航、测绘成像载荷运动误差补偿、铁路轨道检测等领域，其中，微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、易批量生产等优点，在小型无人机、无人车、机器人、小型制导弹药、一体化测绘设备等对惯性测量和组合导航系统体积要求较高的领域应用广泛，但是在较小体积上集成惯性器件、信息处理电路、接收机模块，存在系统结构强度下降、密封性能下降、安装精度不高和散热较差等问题，导致微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统精度下降，环境适应性差，针对上述问题，本发明提供了一种小体积高精度的微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统方案。

技术实现要素：

本发明提供了一种小体积高精度的微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统。

本发明一种小型化微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统，由顶盖、底座、组合导航测量单元、供电连接器以及卫星接收机射频连接器组成；

所述底座通过螺钉与顶盖和组合导航测量单元连接，为顶盖和组合导航测量单元提供支撑，具有俯仰、滚动和方位三个方向安装基准；

所述组合导航测量单元由惯性测量电路、卫星接收机电路19和支撑结构组成；所述惯性测量电路、卫星接收机电路19安装在同一支撑结构上，所述惯性测量电路由信息处理器、三只陀螺仪14、15、17、三只加速度计12、13、16组成。

进一步地，组合导航测量单元的支撑结构由一个六面体结构，在与底座相对的另一面具有四个垫柱20、21、22、23，通过四个垫柱20、21、22、23为卫星接收机电路19提供安装支撑。

进一步地，垫柱20、21、22、23顶部具有一字槽，同时垫柱20、21、22、23内部设计螺纹孔，为卫星接收机电路19提供固定螺纹。

进一步地，组合导航测量单元的惯性测量电路包含七块柔性连接的电路板，其中一块电路板包含一个处理器电路18，三块电路各包含一只单轴陀螺仪，其余三块电路板各包含一只单轴加速度计。

进一步地，卫星接收机射频连接器为穿墙安装的射频连接器，在射频连接器与射频连接器安装结构壳体9之间，使用t型绝缘垫8和圆形绝缘垫7配合。

进一步地，底座底面具有与安装孔数量相同的凸台1、2、3、4，为所述导航系统提供俯仰和滚动安装基准，底座底面具有一个圆柱形定位孔5，一个u型槽定位孔6，用于提供方位安装基准。

相比于传统的六面体结构六个面提供三只陀螺仪、三只加速度计支撑和其他结构支撑处理器电路以及卫星接收机电路的方式，本发明方案将微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统惯性测量电路、卫星接收机电路安装在一个结构体上，减少了安装面，结构简化，体积更小。

附图说明

图1底座安装基准示意图；

图2射频连接器与结构装配关系示意图；

图3射频连接器与结构防止转动结构示意图；

图4一体化电路安装在结构台体示意图；

图5卫星导航接收机电路与安装垫柱示意图。

图中：1、底座凸台，2、底座凸台，3底座凸台，4底座凸台，5底座圆柱形定位孔，6、底座u型定位孔，7、射频连接器圆形塑料垫片，8、射频连接器t型塑料垫片，9、射频连接器安装结构壳体，10、射频连接器t型塑料垫片防转动半圆形结构，11、射频连接器安装结构防转动半圆形结构，12、z加速度计电路，13、y加速度计电路，14、x陀螺仪电路，15、z陀螺仪电路，16、x加速度计电路，17、y陀螺仪电路，18、处理器电路，19、卫星接收机电路，20、垫柱，21、垫柱，22、垫柱，23、垫柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明是一种小型化微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统，主要解决的问题是针对目前的微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统体积大、重量大、功耗高、安装精度较低等问题。

本发明构造由一个顶盖、一个底座、一个组合导航测量单元、一个供电连接器以及一个卫星接收机射频连接器组成的组合导航系统，底座通过螺钉与顶盖和组合导航测量单元连接，为顶盖和组合导航测量单元提供支撑，具有俯仰、滚动和方位三个方向安装基准；组合导航测量单元包含一个惯性测量电路、一个卫星接收机电路19和一个支撑结构；惯性测量电路包含一个信息处理器、三只陀螺仪14、15、17、三只加速度计12、13、16，支撑结构为惯性测量电路、卫星接收机电路19提供安装支撑；相比于传统的六面体结构六个面提供三只陀螺仪14、15、17、三只加速度计12、13、16支撑和其他结构支撑处理器电路以及卫星接收机电路19的方式，本发明方案将微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统惯性测量电路、卫星接收机电路19安装在一个结构体上，减少了安装面，结构简化，体积更小。

如图1所示，底座底面具有与安装孔数量相同的凸台1、2、3、4，为微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统提供俯仰和滚动安装基准，底座底面具有一个圆柱形定位孔5，一个为u型槽定位孔6，用于提供方位安装基准，相对于常规的两个圆柱形定位孔，具有防止安装反向的作用，且大幅降低了与定位孔配合的两个定位销的间距公差要求。

如图2、图3所示，卫星接收机射频连接器采用穿墙安装的射频连接器，相对于法兰安装的射频连接器尺寸更小，但是常规的穿墙安装的射频连接器外壳与射频连接器安装结构壳体9直接接触，由于射频连接器壳体与卫星接收机电路19地线连接，因此常规穿墙安装方式使得卫星接收机电路19地线与结构连接，容易导致外部干扰信号通过结构进入卫星接收机电路19，因此采用一个t型绝缘垫8和一个圆形绝缘垫7配合，绝缘垫材料为聚四氟乙烯，厚度0.2mm，将射频连接器与壳体绝缘。将穿墙安装连接器与壳体9绝缘，且射频连接器t型塑料垫片防转动半圆形结构10与射频连接器安装结构防转动半圆形结构11均为半圆形，避免了圆柱形容易转动的问题，在减小卫星射频连接器安装尺寸的同时提高电磁环境适应性。

组合导航测量单元的惯性测量电路包含七块柔性连接的电路板，其中一块电路板包含一个处理器电路18，三块电路各包含一只单轴陀螺仪，其余三块电路板各包含一只单轴加速度计，相比于分离电路板分别安装陀螺仪和加速度计体积更小；组合导航测量单元的支撑结构由一个六面体结构和垫柱20、21、22、23组成，四个垫柱20、21、22、23在与底座连接相对的另一面，通过六面体结构为上述惯性测量电路提供七个安装平面，通过垫柱20、21、22、23为卫星接收机电路19提供安装支撑，见图5。垫柱20、21、22、23顶部具有一字槽便于拧紧操作，同时螺柱内部设计螺纹孔，为卫星接收机电路19提供固定螺纹，上述集成方式大大提高了组合导航测量单元集成度。

上述具体实施方式仅限于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均落入本发明的保护范围内。