基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统技术方案

技术编号:14581915 阅读:219 留言:0更新日期:2017-02-08 12:20
本实用新型专利技术公开了一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,包括:GPS卫星接收模块、惯性测量单元;采集、转换和输出所述惯性测量单元加速度计信号的A/D模块;采集、处理所述GPS卫星接收模块和所述A/D模块输出信息的DSP处理模块;其中所述惯性测量单元是由六个MEMS加速度计构成的。本实用新型专利技术不仅提高了小型飞行器的导航精度,而且在GPS卫星接收模块信号失效时仍可以进行短时导航,保证导航工作的正常运行;同时六个MEMS加速度计代替了昂贵的陀螺实现惯性导航,降低了飞行器导航系统的成本,具有重要的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及飞行器定位导航
,更具体的说是涉及一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统。
技术介绍
GPS广泛应用于小型飞行器导航系统中,但是由于GPS本身的局限性,需要一种可靠、自主和低成本的备选系统进行辅助导航,辅助系统必须保证在没有任何外界信号的情况下正常工作,惯性导航系统便是一种可满足上述要求的辅助系统,然而目前惯性系统多采用价格高昂的光纤陀螺,不能满足小型飞行器低成本的使用要求。因此,如何提供一种低成本的辅助系统协助GPS共同应用于小型飞行器导航系统中是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本技术提供了一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,采用六个MEMS加速度计代替昂贵的陀螺实现惯性导航,降低了飞行器导航系统的成本,同时保证了小型飞行器的导航精度。为了实现上述目的,本技术采用如下技术方案:一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,包括:GPS卫星接收模块、惯性测量单元;采集、转换和输出所述惯性测量单元加速度计信号的A/D模块;采集、处理所述GPS卫星接收模块和所述A/D模块输出信息的DSP处理模块;其中所述惯性测量单元是由六个MEMS加速度计构成的;所述基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统通过所述GPS卫星接收模块对小型飞行器运动进行跟踪并获取位置、速度和姿态导航信息;在所述卫星GPS接收模块的GPS信号失效时,通过所述惯性测量单元获取小型飞行器速度、位置和姿态导航信息;所述DSP处理模块采集并处理所述GPS卫星接收模块和所述A/D模块的输出信息,完成误差补偿、动态误差补偿、初始校准、导航解算信息处理,同时输出处理后的导航信息,完成小型飞行器的导航。优选的,在上述基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统中,所述A/D模块设置有A/D芯片。优选的,在上述基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统中,所述惯性测量单元是通过所述MEMS加速度计输出的线性组合获取小型飞行器角加速度和线加速度。经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本技术公开提供了一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,首先惯性测量单元采用六个MEMS加速度计代替了传统的价格昂贵的光纤陀螺,不仅降低了惯性导航系统的成本,而且惯性测量单元通过六个MEMS加速度计输出的线性组合获取小型飞行器角加速度和线加速度,同时经过积分可得出角速度、速度、位置等导航信息;其次利用A/D模块设置的A/D芯片对惯性测量单元输出的信息进行采集、转换和输出,同时DSP处理模块将采集的信息进行误差补偿、动态误差补偿、初始校准、导航解算等信息进行处理,提高对导航的精度。因此,本技术提供了一种低成本小型飞行器用GPS和六加速度计组合导航系统,不仅保证了小型飞行器的导航精度,而且在GPS卫星接收模块信号失效的时候可以通过惯性测量单元进行短时导航,保证导航工作的正常运行;同时使用六个MEMS加速度计代替传统的陀螺实现惯性导航,极大降低了导航系统的成本,具有广阔的市场发展空间。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术的结构示意图。图2附图为本技术MEMS加速度计进行惯性测量的工作原理图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。本技术实施例公开了一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,不仅保证了小型飞行器的导航精度,在GPS卫星接收模块信号失效时仍可以进行短时导航;而且六个MEMS加速度计代替了昂贵的陀螺实现惯性导航,降低了飞行器导航系统的成本,具有重要的工程应用价值。请参阅相关附图为本技术提供的一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,包括:GPS卫星接收模块1、惯性测量单元2;采集、转换和输出惯性测量单元2加速度计信号的A/D模块3;采集、处理GPS卫星接收模块1和A/D模块3输出信息的DSP处理模块4;其中惯性测量单元2是由六个MEMS加速度计构成的;基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统通过GPS卫星接收模块1对小型飞行器运动进行跟踪并获取位置、速度和姿态导航信息;在GPS卫星接收模块1的GPS信号失效时,通过惯性测量单元2获取小型飞行器速度、位置和姿态导航信息;DSP处理模块4采集并处理GPS卫星接收模块1和A/D模块3的输出信息,完成误差补偿、动态误差补偿、初始校准、导航解算信息处理,同时输出处理后的导航信息,完成小型飞行器的导航。为了进一步优化上述技术方案,A/D模块3设置有A/D芯片,完成对惯性测量单元2中MEMS加速度计信号的采集、转换和输出。为了进一步优化上述技术方案,惯性测量单元2是通过MEMS加速度计输出的线性组合获取小型飞行器角加速度和线加速度,经积分后得到角速度、速度、位置等导航信息。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,其特征在于,包括:GPS卫星接收模块(1)、惯性测量单元(2);采集、转换和输出所述惯性测量单元(2)加速度计信号的A/D模块(3);采集、处理所述GPS卫星接收模块(1)和所述A/D模块(3)输出信息的DSP处理模块(4);其中所述惯性测量单元(2)是由六个MEMS加速度计构成的;所述基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统通过所述GPS卫星接收模块(1)对小型飞行器运动进行跟踪并获取位置、速度和姿态导航信息;在所述GPS卫星接收模块(1)的GPS信号失效时,通过所述惯性测量单元(2)获取小型飞行器速度、位置和姿态导航信息;所述DSP处理模块(4)采集并处理所述GPS卫星接收模块(1)和所述A/D模块(3)的输出信息,完成误差补偿、动态误差补偿、初始校准、导航解算信息处理,同时输出处理后的导航信息,完成小型飞行器的导航。

【技术特征摘要】
1.一种基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统,其特征在于,包括:GPS卫星接收模块(1)、惯性测量单元(2);采集、转换和输出所述惯性测量单元(2)加速度计信号的A/D模块(3);采集、处理所述GPS卫星接收模块(1)和所述A/D模块(3)输出信息的DSP处理模块(4);其中所述惯性测量单元(2)是由六个MEMS加速度计构成的;所述基于GPS和六加速度计组合的小型飞行器导航系统通过所述GPS卫星接收模块(1)对小型飞行器运动进行跟踪并获取位置、速度和姿态导航信息;在所述GPS卫星接收模块(1)的GPS信号失效时,通过所述惯性测量单元...

【专利技术属性】
技术研发人员:任奕安
申请(专利权)人:北京华航航宇科技有限公司
类型:新型
国别省市:北京;11

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