[實用新型]一種組合導航裝置

有效

• 申請號: 201720195042.4
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN206804875U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 劉毅
• 申請（專利權）人: 北京福格科技有限公司
• 主分類號: G01S19/33
• 分類號: G01S19/33;G01S19/47
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司11471
• 代理人: 江娟

技術領域

本實用新型涉及衛星導航技術領域，具體涉及一種組合導航裝置。

背景技術

導航系統是艦船、彈箭、飛機、飛行器等運載體上必不可少的重要設備。導航就是在預定的時間內，按預定的計劃和要求，將運載體從起點引導到目的地的過程。要完成此導航過程系統必須提供精確的導航參數，如姿態角、航向、速度、位置等信息。

其中，GPS(Global Positioning System，全球定位系統)和BDS(BeiDou Navigation Satellite System，中國北斗衛星導航系統)可以通過接收分布在空中的導航衛星發送的無線信號來計算定位信息，具有全球、全天候、高精度、實時導航定位等優點，可為用戶提供精確的位置、速度和授時數據，但不能提供載體的姿態信息。而且其工作性能受環境條件、載體機動和無線電干擾的影響，很難準確定位甚至無法定位。另外，GPS和BDS系統數據輸出頻率低，在高動態場合，難以滿足用戶數據更新率高的要求。且GPS和BDS導航容易受到多徑效應的影響而降低定位精度，尤其是在使用常用的小型導航天線時，其多徑效應更加嚴重。在城市受到高大建筑物、橋梁或者隧道等的遮擋時會引起衛星信號的失鎖，此時GPS和BDS導航系統不能為用戶提供導航服務。

INS(Inertial Navigation System，慣性導航系統)具有自主導航能力，不受環境、載體機動及無線電干擾的影響，能連續地提供載體位置、速度和姿態等定位導航參數，其數據更新率快、量程較大，且具有短時間內較高的相對精度。但INS系統隨著工作時間的延長，導航誤差隨時間積累增長，需要利用外部觀測信息經常修正INS系統，控制其誤差隨時間的積累，難以滿足用戶的精度要求。

由于GPS、BDS與INS自身均存在優缺點，因此，如何將兩者融合，摒除固有缺陷，利用各自優點，構建精確度高、不受環境、載體機動及無線電干擾影響的組合導航系統已成為亟待解決的問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種組合導航裝置，將GPS導航、BDS導航和INS導航結合起來，以解決現有技術中GPS導航、BDS導航易受多徑效應的影響而降低定位精度以及在受高大建筑物遮擋時無法定位導航的問題。

為實現以上目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種組合導航裝置，包括：殼體及設置在所述殼體內的組合導航電路，其中，

所述組合導航電路包括抗多徑天線模塊、GPS/BDII雙模導航接收機、INS慣性導航模塊、導航主控器、卡爾曼濾波器及與所述導航主控器輸入端電連接的氣壓高度計，其中，

所述抗多徑天線模塊與GPS/BDII雙模導航接收機電連接；所述INS慣性導航模塊內集成有IMU慣性測量單元，所述導航主控器的輸入端與所述IMU慣性測量單元電連接，所述導航主控器的輸出端與所述GPS/BDII雙模導航接收機電連接；所述卡爾曼濾波器的輸入端分別與所述導航主控器和GPS/BDII雙模導航接收機電連接，所述卡爾曼濾波器的輸出端與所述導航主控器電連接；

其中，所述抗多徑天線模塊包括GPS抗多徑天線模塊和BDII抗多徑天線模塊，所述GPS/BDII雙模導航接收機包括GPS射頻前端模塊、BDII射頻前端模塊、基帶信號處理模塊、GPS解算處理模塊、BDII解算處理模塊和單片機；其中，所述基帶信號處理模塊的第一輸入端通過GPS射頻前端模塊電連接所述GPS抗多徑天線模塊，所述基帶信號處理模塊的第二輸入端通過BDII射頻前端模塊電連接所述BDII抗多徑天線模塊，所述基帶信號處理模塊的第一輸出端電連接所述GPS解算處理模塊，所述基帶信號處理模塊的第二輸出端電連接所述BDII解算處理模塊；所述單片機的輸入端與所述GPS解算處理模塊、BDII解算處理模塊和導航主控器電連接，所述單片機的輸出端與所述卡爾曼濾波器電連接。

優選地，所述IMU慣性測量單元包括三個單軸的加速度計、三個單軸的陀螺儀和信號預處理電路；其中，所述加速度計用于檢測載體在慣性參考坐標系中獨立三軸的加速度信號，所述陀螺儀用于檢測載體相對于慣性參考坐標系的角速度信號；所述加速度計和陀螺儀分別與所述信號預處理電路電連接，所述信號預處理電路的輸出端與所述導航主控器電連接。

優選地，所述信號預處理電路包括依次電連接的放大電路、濾波電路和模數轉換電路。

優選地，所述加速度計為MEMS加速度計，所述陀螺儀為MEMS陀螺儀。