[發明專利]一種無人機MIMUGPS組合導航系統

在審

• 申請號: 201611030544.8
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108088442A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 李彥松
• 申請（專利權）人: 李彥松
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種無人機MIMUGPS組合導航系統，適用于無人機領域。導航系統由射頻前端電路、微慣性測量電路、電源電路、JTAG接口電路構成。系統電路結構緊湊，體積較小，存儲容量高，工作穩定，適應性好，且系統提高了反應速度以及工作效率，功耗低，具有良好的抗干擾性。

技術領域

本發明涉及一種無人機MIMUGPS組合導航系統，適用于無人機領域。

背景技術

無人機(Urunanned Aerial Vehicle，縮寫為UAV)又稱“空中機器人”，是一種由動力驅動、機上無人駕駛、可重復使用的航空器的簡稱。可以依據總體結構、飛行時間、飛行距離或執行任務的性質等特點進行分類。根據用途分為民用和軍用兩類;按照總體結構來分，有固定翼、垂直旋翼、傾斜旋翼。依據續航時間大體可以分為近程、短程、中程和遠程。隨著MEMS技術的日漸成熟，以及微型飛行器、微型機器人等微小型設備的廣泛應用，低成本、小型化、低功耗的微慣性器件發展迅速。MIMU是指基于MEMS技術的慣性測量單元，是一種集成硅微加速度計和硅微陀螺儀的捷聯慣導系統。與機械轉子陀螺慣性測量組件、光電陀螺慣性測量組件相比，MIMU的體積更小，重量更輕，功耗也很低，從制作成本的角度來說也是更便宜的，另外集成度也是前幾代測量組件所無法比擬的，同時又MiMU系統是完全自主的，和傳統的捷聯慣導系統一樣具有很好的保密性、不存在信號電磁干擾、機動靈活等特點。與此同時，全球衛星導航系統GNSS的應用己經十分普遍，已經投入使用的和正在發展中的各個全球衛星導航系統都可以達到比較高的精度。其中，全球定位系統GPS應用得最廣泛，技術最為成熟。然而，慣性導航系統誤差會隨著工作時間增加積累，這對于無人機等運載體的長時間運行狀態是不利的:另一方面，GPS信號雖然可以長時間提供高精度定位信息，但是隱蔽性能不好，這對于特殊的戰略任務執行是不利的。二者具有良好的互補特性，使得INS/GLASS組合導航系統成為當今主流的組合導航模式。設計實用的組合方式，對于改進無人機系統導航精度具有重要的應用價值。

發明內容

本發明提供一種無人機MIMUGPS組合導航系統，系統電路結構緊湊，體積較小，存儲容量高，工作穩定，適應性好，且系統提高了反應速度以及工作效率，功耗低，具有良好的抗干擾性。

本發明所采用的技術方案是：無人機MIMUGPS組合導航系統由射頻前端電路、微慣性測量電路、電源電路、JTAG接口電路構成。

所述射頻前端電路采用通用單芯片GNSS接收芯片Max2769，該芯片內部集成了完整的接收鏈路，不需要外部LNA，總級聯噪聲系數能夠達到1.4dB。并且它具有很寬的應用范圍，包括汽車導航、手持設備、便攜式導航設備(PND)、數碼相機和數碼攝像機、軟件GPS等，采用了Maxim先進的SiGe BiCMOS技術，降低成本的同時提高了性能和集成度。器件單片包括雙輸入LNA,混頻器、鏡像抑制濾波器、VCA,VCO, N分頻頻率合成器、晶體振蕩器以及多位ADC。只需要少量的外部器件，就可以構建完成完整的低成本的GPS接收機射頻前端。

所述微慣性測量電路中，ADISI6350與導航計算機通過SPI高速串行接口進行數據傳輸，為了保證數據傳輸的可靠性，傳感器引腳應盡量靠近導航計算機放置。它的所有功能都是通過對其內部寄存器的讀寫來完成的，它的內部寄存器可以反映全部的測量和狀態信息。

所述電源電路中，電壓轉換可以直接采用大功率線性調整器AMSI1173.3芯片和SPX38I9M5-L-1-2，系統內含有多個IC模塊，電源芯片散熱較大，電路設計需要充分考慮散熱問題，在制作PCB板時，在電源芯片下方選擇合適區域覆銅，增加電源芯片的散熱面積，保證電源芯片正常高效工作。

所述JTAG接口電路中，FPGA上電后需要對其進行重新配置，在最終固化程序時會采用AS模式。本系統采用JTAG間接編程方式，在電路的復雜度方面，JTAG方式也是更簡潔的。

本發明的有益效果是：系統電路結構緊湊，體積較小，存儲容量高，工作穩定，適應性好，且系統提高了反應速度以及工作效率，功耗低，具有良好的抗干擾性。