[發(fā)明專利]一種類平臺(tái)高精度激光慣導(dǎo)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210407017.3
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN114812547A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲廣平;趙曉田;安濤
• 申請（專利權(quán)）人: 四川航浩科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/18
• 分類號(hào): G01C21/18;G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 西安匠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61255
• 代理人: 商宇科

本發(fā)明涉及一種類平臺(tái)高精度激光慣導(dǎo)系統(tǒng)及方法，本發(fā)明的系統(tǒng)包括IMU組件、數(shù)字信號(hào)處理電路、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)電路、雙軸轉(zhuǎn)位、鎖緊機(jī)構(gòu)；IMU組件包括激光陀螺和加速度計(jì)，雙軸轉(zhuǎn)位、鎖緊機(jī)構(gòu)、激光陀螺和加速度計(jì)分別與數(shù)字信號(hào)處理電路連接，數(shù)字信號(hào)處理電路與導(dǎo)航計(jì)算機(jī)電路連接。本發(fā)明采用高精度激光陀螺和石英撓性加速度計(jì)，融合平臺(tái)式、捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)各自的優(yōu)點(diǎn)，將雙軸轉(zhuǎn)位、鎖緊機(jī)構(gòu)搭建的物理平臺(tái)、捷聯(lián)更新算法與姿態(tài)追蹤這三者有效結(jié)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種類平臺(tái)高精度激光慣導(dǎo)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，對于高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要從以下幾個(gè)方面著手：

采用高精度傳感器(陀螺儀和加速度計(jì))，此方法對于提高精度是最直接的，但確是存在一定的提升限度，而且相對性價(jià)比不高；

平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)相比捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航精度高是其最大的優(yōu)點(diǎn)，但其存在的缺點(diǎn)也是顯著的，平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體機(jī)重量偏大，可靠性較差，成本較高。

捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)部件少，結(jié)構(gòu)簡單，在確保導(dǎo)航精度的前提下使準(zhǔn)備時(shí)間有所縮短，系統(tǒng)體機(jī)、重量、成本大幅度減少，可靠性大幅度提高。

捷聯(lián)式在技術(shù)途徑上優(yōu)越性突出，但是其對慣性器件性能的重復(fù)性、比例系數(shù)及安裝偏角標(biāo)定精度要求較高，對進(jìn)一步提高導(dǎo)航精度受到約束。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明主要著眼于高速和高動(dòng)態(tài)運(yùn)載器對高精度慣導(dǎo)提出的新需求，在降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的同時(shí)保證較高的導(dǎo)航定位精度，而提供了一種類平臺(tái)高精度激光慣導(dǎo)系統(tǒng)及方法，其采用高精度激光陀螺和石英撓性加速度計(jì)，融合平臺(tái)式、捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)各自的優(yōu)點(diǎn)，將雙軸轉(zhuǎn)位、鎖緊機(jī)構(gòu)搭建的物理平臺(tái)、捷聯(lián)更新算法與姿態(tài)追蹤這三者有效結(jié)合。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：本發(fā)明為一種類平臺(tái)高精度激光慣導(dǎo)系統(tǒng)，其特殊之處在于：所述類平臺(tái)高精度激光慣導(dǎo)系統(tǒng)包括IMU組件、數(shù)字信號(hào)處理電路、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)電路、雙軸轉(zhuǎn)位、鎖緊機(jī)構(gòu)；IMU組件包括激光陀螺和加速度計(jì)，雙軸轉(zhuǎn)位、鎖緊機(jī)構(gòu)、激光陀螺和加速度計(jì)分別與數(shù)字信號(hào)處理電路連接，數(shù)字信號(hào)處理電路與導(dǎo)航計(jì)算機(jī)電路連接。

進(jìn)一步的，數(shù)字信號(hào)處理電路包括FLASH、DSP處理器、SDRAM、FPGA處理器、整形和光電隔離；加速度計(jì)通過整形與FPGA處理器連接，激光陀螺通過光電隔離與FPGA處理器連接，F(xiàn)LASH和SDRAM分別與DSP處理器連接，DSP處理器與FPGA處理器連接，整形和光電隔離分別和FPGA處理器連接，F(xiàn)PGA處理器通過422接口芯片與導(dǎo)航計(jì)算機(jī)電路連接。

進(jìn)一步的，F(xiàn)PGA處理器包括復(fù)位控制、中斷控制、計(jì)數(shù)器、濾波鑒相計(jì)數(shù)器、總線控制和串口控制器，整形接計(jì)數(shù)器，光電隔離接濾波鑒相計(jì)數(shù)器，總線控制接DSP處理器，復(fù)位控制接FLASH和DSP處理器，串口控制器接422接口芯片，外部復(fù)位信號(hào)通過復(fù)位控制輸入控制FLASH和DSP處理器復(fù)位，中斷控制器根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)頻率輸入分頻產(chǎn)生中斷信號(hào)(INT4～7)，加速度計(jì)信號(hào)經(jīng)整形后通過計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)處理，陀螺信號(hào)經(jīng)光電隔離后進(jìn)入計(jì)數(shù)器進(jìn)行濾波鑒相計(jì)數(shù)，經(jīng)FPGA處理器處理后的陀螺和加計(jì)數(shù)據(jù)通過總線控制供DSP處理器讀取，DSP處理器讀取寄存器中數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理通過串口發(fā)出，供導(dǎo)航計(jì)算機(jī)電路使用。