[發明專利]一種通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法

在審

• 申請號: 202110394676.3
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113173258A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 孫義軍;楊良勇;孫聞;楊忠洪;孫琴
• 申請（專利權）人: 安徽華明航空電子系統有限公司
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60;G01C25/00;G01C21/16;G01K15/00;G01K13/00;G01K1/022
• 代理公司: 蕪湖眾匯知識產權代理事務所(普通合伙) 34128
• 代理人: 談志成

本發明公開了一種通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法包括數據采集單元、數據處理單元和數據校準單元；數據處理單元是由單片機及其外圍電路組成，數據校準單元是單片機的內部代碼，包括以下步驟：S1，數據采集：三軸的加速度傳感器分別對縱向加速度、垂直加速度和橫向加速度的數據采集；三軸的陀螺儀分別對俯仰率、滾轉率和偏航率的數據采集；三軸的加速度傳感器和三軸的陀螺儀的側部均固定設置有溫度傳感器；S2，數據處理；S3，數據校準補償：數據校準單元先對數據處理后的數據進行篩選，再對三軸的加速度傳感器和三軸的陀螺儀的測量值進行溫度補償，然后進行數據校準補償；數據校準補償分為傳感器校準、類型校準和特定校準。

技術領域

本發明屬于航空飛行領域，更具體地說，本發明涉及一種通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法。

背景技術

航姿信息是飛行器的重要飛行參數，對飛行器的正常運行具有十分重要的意義。當下常用的導航和姿態系統主要有慣性導航、航姿系統，組合導航、航姿系統和捷聯導航、航姿系統，其中，慣性導航、航姿系統，組合導航、航姿系統因為結構復雜、成本高而無法大規模應用；而捷聯導航、航姿系統由于采用數字平臺代替物理平臺而在飛行器應用中具有巨大的優勢。

但是，由于計算誤差、傳感數據易受到環境干擾而導致捷聯導航、航姿系統的精度較差。目前常用的姿態解算方法有互補濾波姿態解算算法，基于梯度下降法的姿態解算算法，基于卡爾曼濾波器的姿態解算算法，以及粒子濾波姿態解算算法，這些算法或者精度較差或者算法復雜、實時性差，難以在飛行器上應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種精度較高、靈敏度較高的通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：包括數據采集單元、數據處理單元和數據校準單元；數據采集單元是由三軸的加速度傳感器、三軸的陀螺儀和多個溫度傳感器組成，數據處理單元是由單片機及其外圍電路組成，數據校準單元是單片機的內部代碼，包括以下步驟：

S1，數據采集：三軸的加速度傳感器分別對縱向加速度、垂直加速度和橫向加速度的數據采集；三軸的陀螺儀分別對俯仰率、滾轉率和偏航率的數據采集；三軸的加速度傳感器和三軸的陀螺儀的側部均固定設置有溫度傳感器；

S2，數據處理：三軸的加速度傳感器和三軸的陀螺儀的信號輸出端分別通過設置第一AD轉換器與單片機的信號輸入引腳連接；溫度傳感器的信號輸出端通過單片機內部的第二AD轉換器與單片機的信號輸入引腳連接；

S3，數據校準補償：數據校準單元先對數據處理后的數據進行篩選，再對三軸的加速度傳感器和三軸的陀螺儀的測量值進行溫度補償，然后進行數據校準補償；數據校準補償分為傳感器校準、類型校準和特定校準。

本技術方案提供的一種通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法，所述S1中，所述三軸的加速度傳感器包括縱向加速度傳感器、垂直加速度傳感器和橫向加速度傳感器，加速度傳感器、垂直加速度傳感器和橫向加速度傳感器的側部均對應固定安裝有一個所述溫度傳感器。

本技術方案提供的一種通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法，所述S1中，所述三軸的陀螺儀包括縱向陀螺儀、垂直陀螺儀和橫向陀螺儀，縱向陀螺儀、垂直陀螺儀和橫向陀螺儀的側部均對應固定安裝有一個所述溫度傳感器。

本技術方案提供的一種通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法，所述S1中，所述溫度傳感器共設置有六個；六個溫度傳感器的信號輸出端分別通過所述單片機內部的第二AD轉換器與單片機的信號輸入引腳連接；第二AD轉換器是精度為12位的AD9225。

本技術方案提供的一種通航飛機及小型飛行器航姿的測量方法，所述S2中，所述第一AD轉換器的信號輸入端與所述三軸的加速度傳感器和三軸的陀螺儀的信號輸出端連接，AD轉換器的信號輸出端與所述單片機的信號輸入引腳連接。