一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统，包括射频模块、GNSS模块、控制模块和传感器模块；所述GNSS模块包括第一GNSS模块和第二GNSS模块；所述第一GNSS模块和第二GNSS模块均通过UART接口与控制模块连接，传输卫星信号数据；所述射频模块将接收的GPS信号和BDS信号传输到第一GNSS模块中；所述射频模块将接收的GLONASS信号和Galileo信号传输到第二GNSS模块中；所述传感器模块通过SPI接口与控制模块连接，将采集的加速度和角速度参数传输到控制模块；所述控制模块对卫星信号数据、加速度和角速度参数进行差分运算，输出组合定位数据。基于两个MT3333+STM32的定位模块，同时支持BDS B1、GPS L1、GLONASS L1和GALILEO E1四系统四频点；模块硬件上兼容传感器，内置六轴惯性测量传感器实现惯性导航。

An inertial navigation precision micro system supporting all satellite positioning system fusion

【技术实现步骤摘要】
一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统
本技术涉及组合导航
，特别是涉及一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。卫星定位导航系统(GPS/北斗/GNSS)，具有精度高，可通讯的特点，但是该系统不能提供如载体姿态等导航参数，而且在飞行载体上使用时，由于载体的机动运动，常使接收机不易捕获和跟踪卫星的载波信号，甚至对已跟踪的信号失锁；而惯性定向定位导航系统(INS)，是通过内部的惯性器件(陀螺、加速度计)，获取当前位置信息，不受外界环境(主要是遮挡或电磁干扰等环境)的影响，并可以在一定的时间内保证较高精度，缺点是随着导航持续，惯性导航会发生由温度变化、震动引起的偏差。目前组合定位导航系统可通过卫星定位系统信息定时对惯性系统进行偏差纠正，同时，在无法接受卫星信号时，惯性定向定位导航系统也能够保障导航信息在一定时间内的精准。在组合定位系统中，包括GPS和INS组合系统、北斗和INS组合系统、GNSS和INS组合系统，还没有能够同时支持BDSB1、GPSL1、GLONASSL1和GALILEOE1四系统四频点的组合定位装置。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出了一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统，基于MT3333+BMI160+STM32F4的硬件平台，能够支持BDSB1、GPSL1、GLONASSL1和GALILEOE1四系统四频点同时集成惯性导航，为车载和船载等导航终端产品的制造提供高灵敏度、低功耗、低成本的差分四模解决方法。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：本技术提供一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统，包括：射频模块、GNSS模块、控制模块和传感器模块；所述GNSS模块包括第一GNSS模块和第二GNSS模块；所述第一GNSS模块和第二GNSS模块均通过UART接口与控制模块连接；所述射频模块将接收的GPS模拟信号和BDS模拟信号传输到第一GNSS模块信号输入端；所述射频模块将接收的GLONASS模拟信号和Galileo模拟信号传输到第二GNSS模块信号输入端；所述第一GNSS模块和第二GNSS模块将接收的模拟信号转换为数字卫星信号传输至控制模块；所述传感器模块通过SPI接口与控制模块连接，将采集的惯性数据传输到控制模块；所述控制模块接收数字卫星信号和惯性数据，输出组合导航位置信息。作为可能的一些实现方式，所述射频模块包括放大器和滤波器；所述放大器采用型号为MAX2659的放大器；所述滤波器采用型号为B4327的滤波器；GPS信号、BDS信号、GLONASS信号和Galileo信号均经由接收天线，通过射频模块的放大器和滤波器，传输到第一GNSS模块和第二GNSS模块中。作为可能的一些实现方式，所述GNSS模块采用型号为MT3333的芯片，将接收到的模拟卫星信号转换为数字卫星信号发送到控制模块。作为可能的一些实现方式，所述MT3333采用TCXO或无源晶振提供参考时钟，采用超微细球栅阵列VFBGA进行封装。作为可能的一些实现方式，所述控制模块采用型号为STM32F412的芯片。作为可能的一些实现方式，所述传感器模块包括六轴传感器，采用型号为BMI160的传感器；采集加速度和角速度数据，发送到控制模块。与现有技术相比，本技术的有益效果为：一种基于GPS、BDS、Galileo、GLONASS四系统融合惯性导航精密微系统，通过两路卫星信号，第一路接收GPS信号和BDS信号，第二路接收GLONASS信号和Galileo信号，实现同时支持BDSB1、GPSL1、GLONASSL1和GALILEOE1四系统四频点并且集成惯性导航；模块硬件上兼容传感器设计，内置六轴惯性测量传感器实现惯性导航；射频模块选用MAX2659的低噪声放大器LNA和B4327的SAW滤波器，增强信号接收能力。GNSS芯片选用16.368MHz的TCXO作为参考时钟，同时外接一个32.768KHz的晶振作为RTC时钟，采用VFBGA封装，增强GNSS芯片接收信号的质量。附图说明构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。图1为本技术的装置结构示意图；图2为本实施例中第一GNSS模块电路原理图；图3为本实施例中第二GNSS模块电路原理图；图4为本实施例中STM32F412芯片和BMI160芯片电路原理图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本技术做进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例1如图1所示，本技术提供一种基于GPS、BDS、Galileo、GLONASS四系统融合惯性导航精密微系统，包括：射频模块、GNSS模块、控制模块和传感器模块；所述GNSS模块包括第一GNSS模块和第二GNSS模块；所述第一GNSS模块和第二GNSS模块均通过UART接口与控制模块连接；所述射频模块将接收的GPS模拟信号和BDS模拟信号传输到第一GNSS模块信号输入端；所述射频模块将接收的GLONASS模拟信号和Galileo模拟信号传输到第二GNSS模块信号输入端；所述第一GNSS模块和第二GNSS模块将接收的模拟信号转换为数字卫星信号传输至控制模块；所述传感器模块通过SPI接口与控制模块连接，将采集的惯性数据传输到控制模块；所述控制模块接收数字卫星信号和惯性数据，输出组合导航位置信息。所述射频模块包括低噪声放大器LNA和SAW滤波器；所述低噪声放大器LNA对接收到的微弱卫星信号进行放大，SAW滤波器滤除带外的无用信号及干扰信号；LNA选用美信的MAX2659；MAX2659是高增益、低噪声放大器，工作电压1.6-3.6V，工作电流低至4.1mA，元件尺寸1.5x1.0mm，6pinuDFN封装。SAW滤波器选用TDK的B4327；B4327中心频率1582.4MHz，可用通带71MHz，可用于GPS、BD、GLONASS和Galileo，元件尺寸1.4x1.1mm，5pin贴片封装；GPS信号、BDS信号、GLONASS信号和Galileo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统，其特征在于，包括：射频模块、GNSS模块、控制模块和传感器模块；/n所述GNSS模块包括第一GNSS模块和第二GNSS模块；所述第一GNSS模块和第二GNSS模块均通过UART接口与控制模块连接；/n所述射频模块将接收的GPS模拟信号和BDS模拟信号传输到第一GNSS模块信号输入端；所述射频模块将接收的GLONASS模拟信号和Galileo模拟信号传输到第二GNSS模块信号输入端；/n所述第一GNSS模块和第二GNSS模块将接收的模拟信号转换为数字卫星信号传输至控制模块；/n所述传感器模块通过SPI接口与控制模块连接，将采集的惯性数据传输到控制模块；/n所述控制模块接收数字卫星信号和惯性数据，输出组合导航位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统，其特征在于，包括：射频模块、GNSS模块、控制模块和传感器模块；
所述GNSS模块包括第一GNSS模块和第二GNSS模块；所述第一GNSS模块和第二GNSS模块均通过UART接口与控制模块连接；
所述射频模块将接收的GPS模拟信号和BDS模拟信号传输到第一GNSS模块信号输入端；所述射频模块将接收的GLONASS模拟信号和Galileo模拟信号传输到第二GNSS模块信号输入端；
所述第一GNSS模块和第二GNSS模块将接收的模拟信号转换为数字卫星信号传输至控制模块；
所述传感器模块通过SPI接口与控制模块连接，将采集的惯性数据传输到控制模块；
所述控制模块接收数字卫星信号和惯性数据，输出组合导航位置信息。


2.如权利要求1所述的一种支持全卫星定位系统融合惯性导航精密微系统，其特征在于，
所述射频模块包括放大器和滤波器；所述放大器采用型号为MAX2659的放大器；所述滤波器采用型号为B4327的滤波器；
GPS...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜利，于明卫，杨涛，王金亮，刘扬，于永涛，赵新华，赵成利，刘书坤，
申请(专利权)人：山东天星北斗信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37