本申请公开一种一体化组合导航装置及导航系统，涉及航空导航设备技术领域，所述一体化组合导航装置中的第一信号处理电路用于通过所述双GNSS天线装置获取第一导航信息，并将所述第一导航信息输出至所述组合信号处理电路；第二信号处理电路用于通过所述光纤IMU装置获取第二导航信息，并将所述第二导航信息输出至所述组合信号处理电路；组合信号处理电路用于接收所述第一信号处理电路输出的所述第一导航信息，以及，接收所述第二信号处理电路输出的所述第二导航信息；并且，基于所述第一导航信息和所述第二导航信息进行无人机导航校验的初始对准。本申请解决现有技术中导航校验精度差的技术问题。验精度差的技术问题。验精度差的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一体化组合导航装置及导航系统
[0001]本申请涉及航空导航设备
，具体而言，涉及一种一体化组合导航装置及导航系统。
技术介绍
[0002]为了有效保障航空导航性能和飞行安全，导航校验一直是世界航空领域关注的关键技术。
[0003]导航校验系统，是指根据相关校验标准，对地基导航、通信、监视无线电设施进行功能性能“体检”，检查和评估其空间信号的质量、容限，并进行评估分析的专用计量系统，具有实飞检测、实时测量、在线评估等特点。校验分为空中校验和地面校验两种方式开展，以空中校验为主，地面校验为辅。空中校验是针对无线电设施的空中场型分布、信号特征的测量，可以使用载机搭载专用的校验系统，按照既定的导航校验程序，完成相关校验科目，并给出设施的最终评估报告，以指导地面设施进行调整。
[0004]基于无人机为平台的导航校验主要用于完成普通校验飞机不便解决的上述应急需求。其导航校验的基本原理是：无人机将飞机飞行过程中实时采集的数据与基准数据做比对，以评估各项数据的误差，其中由定位系统所提供的空间基准坐标及姿态精度是否精确直接决定了导航校验的精度和可靠性。
[0005]在无人机导航校验过程中，无人机通常可以搭载SINS基座进行数据测量。然而，在无人机处于飞行状态时，机身会发生晃动，影响SINS基座初始对准精度，导致无人机导航校验精度较低。
[0006]针对上述现有技术中导航校验精度差的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
[0007]本申请实施例提供了一种一体化组合导航装置及导航系统，以至少解决现有技术中导航校验精度差的技术问题。
[0008]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种一体化组合导航装置，所述装置应用于无人机导航校验的导航系统，所述导航系统还包括双GNSS天线装置、光纤IMU装置；所述一体化组合导航装置包括：第一信号处理电路、第二信号处理电路、组合信号处理电路；其中，所述第一信号处理电路，用于通过所述双GNSS天线装置获取第一导航信息，并将所述第一导航信息输出至所述组合信号处理电路；所述第二信号处理电路，用于通过所述光纤IMU装置获取第二导航信息，并将所述第二导航信息输出至所述组合信号处理电路；所述组合信号处理电路，用于接收所述第一信号处理电路输出的所述第一导航信息，以及，接收所述第二信号处理电路输出的所述第二导航信息；并且，基于所述第一导航
信息和所述第二导航信息进行无人机导航校验的初始对准。
[0009]在上述任一实施例的基础上，所述组合信号处理电路，包括：FPGA控制电路和DSP处理电路，其中，所述FPGA控制电路，用于接收所述第一导航信息和所述第二导航信息，将所述第一导航信息和所述第二导航信息打包输出至所述DSP处理电路；所述DSP处理电路，用于基于所述第一导航信息和所述第二导航信息进行组合导航解算，输出用于无人机导航校验的初始对准的初始值。
[0010]在上述任一实施例的基础上，所述第一信号处理电路，包括：射频处理电路、基带芯片电路，其中，所述射频处理电路，包括两路独立的射频单元，所述两路独立的射频单元中的每路独立的射频对应包括四个前向通道，用于接收卫星射频信号；所述基带芯片电路，包括AD转换单元、基带量化单元以及导航解算单元，用于对所述射频处理电路收到的卫星射频信号进行AD转换、基带量化以及导航解算以得到所述第一导航信息，将所述第一导航信息输出至所述FPGA控制电路。
[0011]在上述任一实施例的基础上，所述光纤IMU装置包括加速度计和三轴光纤陀螺；所述第二信号处理电路，包括：积分电路、开关电路、模拟电路以及AD采集电路，其中，所述模拟电路，包括三路独立通道的模拟信号转换电路，其中每路模拟信号转换电路用于输出单一恒流源，所述单一恒流源为正恒流源或负恒流源；所述开关电路，连接至所述每路模拟信号转换电路的输出端，所述开关电路受控于所述FPGA控制电路，用于控制切换使正恒流源或负恒流源导通一路输出；所述积分电路，用于通过所述加速度计的输入电流进行充电，以及导通至单一恒流源时进行放电；所述AD采集电路，用于在所述积分电路充放电过程中实时采集积分电压并输出至所述FPGA控制电路。
[0012]在上述任一实施例的基础上，所述双GNSS天线装置，包括：北斗模式四频点的两个GNSS天线，其中两个GNSS天线分别安装在无人机的尾部支撑梁的顶部两端，两个GNSS天线之间设置有基线，所述GNSS天线用于接收GPS载波信号相位；所述第一信号处理电路用于通过所述双GNSS天线装置获取第一导航信息，包括：所述第一信号处理电路采用相对定位载波相位观测法，在相同时刻测量GNSS天线接收到的GPS载波信号相位，基于所述GPS载波信号相位计算相位差，基于所述相位差求解基线向量，基于所述基线向量获取无人机的第一导航信息，将所述第一导航信息输出至所述FPGA控制电路。
[0013]在上述任一实施例的基础上，所述第一导航信息包括：第一位置信息、第一速度信息及第一姿态信息；所述第二导航信息包括：第二位置信息、第二速度信息及第二姿态信息。
[0014]在上述任一实施例的基础上，所述DSP处理电路基于所述第一导航信息和所述第二导航信息进行组合导航解算，输出用于无人机导航校验的初始对准的初始值，包括：
基于所述第二位置信息、第二速度信息及第二姿态信息为惯性导航晃动基座对准提供初始航向信息；其中，所述晃动基座对准采用初始姿态装订方式，进行初值传递，并基于所述第一位置信息、第一速度信息及第一姿态信息，构建18维滤波器，进行初始对准。
[0015]在上述任一实施例的基础上，所述初始对准包括粗对准阶段和精对准阶段，其中，所述粗对准阶段，采用抗晃动的惯性系对准算法，通过三轴光纤陀螺获得运载体相对于惯性系的姿态角，通过加速度计获得运载体加速度和重力加速度之和，将所述运载体加速度和重力加速度之和在惯性系中投影，当滤除运载体加速度影响后，基于地球自转引起重力加速度在惯性系中漂移运动的运动图，确定地理真北，完成粗对准，获取无人机粗略姿态角，作为所述精对准阶段的输入；所述精对准阶段，采用位置匹配的卡尔曼滤波算法，对失准角进行估计并修正，完成精对准流程并得到精确的无人机姿态角。
[0016]在上述任一实施例的基础上，所述DSP处理电路基于所述第一导航信息和所述第二导航信息进行组合导航解算，还包括：根据所述第二导航信息和GNSS卫星星历计算载体相对于GNSS卫星的第一伪距和伪距变化率与所述第一信号处理电路获取的第二伪距和伪距率的差值作为卡尔曼滤波器的测量信息，进行滤波估计，基于估计结果对惯性导航结果进行校正。
[0017]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种导航系统，所述导航系统用于无人机导航校验，所述导航系统，包括：双GNSS天线装置、光纤IMU装置，所述导航系统还包括上述一体化组合导航装置。
[0018]在本申请实施例中，可采用双GNSS天线定向卫星导航系统与惯性导航系统深度组合，对组合导航装置进行一体化、深组合设计，构建高精度基准的无本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种一体化组合导航装置，其特征在于，所述装置应用于无人机导航校验的导航系统，所述导航系统还包括双GNSS天线装置、光纤IMU装置；所述一体化组合导航装置包括：第一信号处理电路、第二信号处理电路、组合信号处理电路；其中，所述第一信号处理电路，用于通过所述双GNSS天线装置获取第一导航信息，并将所述第一导航信息输出至所述组合信号处理电路；所述第二信号处理电路，用于通过所述光纤IMU装置获取第二导航信息，并将所述第二导航信息输出至所述组合信号处理电路；所述组合信号处理电路，用于接收所述第一信号处理电路输出的所述第一导航信息，以及，接收所述第二信号处理电路输出的所述第二导航信息；并且，基于所述第一导航信息和所述第二导航信息进行无人机导航校验的初始对准。2.根据权利要求1所述的一体化组合导航装置，其特征在于，所述组合信号处理电路，包括：FPGA控制电路和DSP处理电路，其中，所述FPGA控制电路，用于接收所述第一导航信息和所述第二导航信息，将所述第一导航信息和所述第二导航信息打包输出至所述DSP处理电路；所述DSP处理电路，用于基于所述第一导航信息和所述第二导航信息进行组合导航解算，输出用于无人机导航校验的初始对准的初始值。3.根据权利要求2所述的一体化组合导航装置，其特征在于，所述第一信号处理电路，包括：射频处理电路、基带芯片电路，其中，所述射频处理电路，包括两路独立的射频单元，所述两路独立的射频单元中的每路独立的射频对应包括四个前向通道，用于接收卫星射频信号；所述基带芯片电路，包括AD转换单元、基带量化单元以及导航解算单元，用于对所述射频处理电路收到的卫星射频信号进行AD转换、基带量化以及导航解算以得到所述第一导航信息，将所述第一导航信息输出至所述FPGA控制电路。4.根据权利要求2所述的一体化组合导航装置，其特征在于，所述光纤IMU装置包括加速度计和三轴光纤陀螺；所述第二信号处理电路，包括：积分电路、开关电路、模拟电路以及AD采集电路，其中，所述模拟电路，包括三路独立通道的模拟信号转换电路，其中每路模拟信号转换电路用于输出单一恒流源，所述单一恒流源为正恒流源或负恒流源；所述开关电路，连接至所述每路模拟信号转换电路的输出端，所述开关电路受控于所述FPGA控制电路，用于控制切换，使正恒流源或负恒流源导通一路输出；所述积分电路，用于通过加速度计的输入电流进行充电，以及导通至单一恒流源时进行放电；所述AD采集电路，用于在所述积分电路充放电过程中实时采集积分电压并输出至所述FPGA控制电路。5.根据权利要求4所述的一体化组合导航装置，其特征在于，所述双GNSS天线装置，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘翠丽，黄子革，李成，韦博，庞诚，何东兴，刘斌，崔雨波，吴桂德，王理，
申请(专利权)人：北京云恒科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。