目標方位傳感器制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種目標方位傳感器，包括殼體以及封裝在所述殼體中的微機電陀螺儀、測角裝置、羅盤式電子方位儀、處理器和通訊接口；所述處理器分別接收羅盤式電子方位儀感測輸出的目標方位傳感器的姿態(tài)信息以及測角裝置感測輸出的微機電陀螺儀主軸與目標方位傳感器的目標方位敏感軸之間的夾角信息，經(jīng)漂移補償和姿態(tài)修正后，標校生成目標方位信息通過安裝在殼體上的通訊接口輸出。本實用新型專利技術(shù)的目標方位傳感器將微機電陀螺儀和羅盤式電子方位儀合二為一，既具備羅盤式電子方位儀體積小、重量輕、價格低廉的特點，又能克服傳統(tǒng)羅盤式電子方位儀的不足，方位感測不受磁環(huán)境變化的影響，觀測精度大大提高，且標校過程簡單方便。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于導(dǎo)航定位系統(tǒng)
，具體地說，是涉及ー種用于感測目標方位的目標方位傳感器。
技術(shù)介紹
目前，羅盤式電子方位儀由于其體積小、重量輕、價格低廉等特點，在船舶便攜式普航定位裝備領(lǐng)域倍受青睞。但是，受磁環(huán)境變化的影響，羅盤式電子方位儀在使用過程中存在以下不足ー是在使用過程中只能在固定點進行目標方位觀測；ニ是航向改變時必須重新測定磁方位誤差；這樣ー來，不僅限制了羅盤式電子方位儀的使用領(lǐng)域，而且也給用戶的使用帶來了嚴重的不便。 基于以上原因，如何設(shè)計ー種新型的目標方位傳感系統(tǒng)，使其既具備羅盤式電子方位儀的特點，又能克服其不足，井能在任何復(fù)雜的磁場環(huán)境下都能準確感測目標方位，是目前導(dǎo)航定位研究領(lǐng)域需要解決的ー項主要問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種目標方位傳感器，不僅克服了羅盤式電子方位儀使用上的不足，而且方位感測不受磁環(huán)境變化的影響，方位觀測的精度大大提高。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種目標方位傳感器，包括殼體以及封裝在所述殼體中的微機電陀螺儀、測角裝置、羅盤式電子方位儀、處理器和通訊接ロ ；所述處理器分別接收羅盤式電子方位儀感測輸出的目標方位傳感器的姿態(tài)信息以及測角裝置感測輸出的微機電陀螺儀主軸與目標方位傳感器的目標方位敏感軸之間的夾角信息，標校生成目標方位信息通過安裝在殼體上的通訊接ロ輸出。進ー步的，在所述殼體上標注有目標方位傳感器的目標方位敏感軸，所述目標方位敏感軸的方向與羅盤式電子方位儀的方位敏感軸的方向一致。優(yōu)選的，所述微機電陀螺儀在安裝時，其微機電陀螺儀主軸與羅盤式電子方位儀的磁北敏感軸以及目標方位傳感器的目標方位敏感軸在同一平面上，以簡化處理器姿態(tài)修正運算的復(fù)雜程度。為了提高感測信息的傳輸速率，所述測角裝置和羅盤式電子方位儀優(yōu)選分別通過并行總線連接所述的處理器，以快速傳輸感測信息。為了方便目標方位傳感器與外部上位機連接通訊，所述通訊接ロ優(yōu)選采用串ロ，通過串行總線連接所述的處理器。優(yōu)選的，所述通訊接ロ優(yōu)選采用標準的RS232串ロ，通過串ロ通訊電路連接所述的處理器。再進ー步的，在所述殼體中還設(shè)置有電池，分別向所述的微機電陀螺儀、測角裝置、羅盤式電子方位儀、處理器和通訊接ロ輸出供電電源。更進一歩的，所述微機電陀螺儀、測角裝置、羅盤式電子方位儀、處理器和通訊接ロ布設(shè)在線路板上，所述線路板固定安裝在所述的殼體中，由此形成目標方位傳感器的一體化結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的優(yōu)點和積極效果是本技術(shù)的目標方位傳感器將微機電陀螺儀和羅盤式電子方位儀合ニ為一，既具備羅盤式電子方位儀體積小、重量輕、價格低廉的特點，又能克服傳統(tǒng)羅盤式電子方位儀的不足，方位感測不受磁環(huán)境變化的影響，方位觀測精度大大提高。此外，由于微機電陀螺儀、測角裝置自身成本低廉，因而將其與羅盤式電子方位儀整合并不會導(dǎo)致目標方位傳感器成本的明顯升高，可以控制目標方位傳感器的價位與羅盤式電子方位儀的價位基本相 當，并且標校過程非常簡單方便。結(jié)合附圖閱讀本技術(shù)實施方式的詳細描述后，本技術(shù)的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。附圖說明圖I是本技術(shù)所提出的目標方位傳感器的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示目標方位傳感器的工作原理示意圖；圖3是圖I所示目標方位傳感器的各方位軸的邏輯關(guān)系示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的具體實施方式進行詳細地描述。本實施例的目標方位傳感器主要由微機電陀螺儀I、測角裝置2、羅盤式電子方位儀3、處理器4、通訊接ロ 5、線路板6和殼體7等部分組成，參見圖I所示。其中，測角裝置2感測微機電陀螺儀(MEMS) I的主軸與目標方位傳感器的目標方位敏感軸之間的夾角信息。將微機電陀螺儀I、測角裝置2、羅盤式電子方位儀3、處理器4和通訊接ロ 5布設(shè)在線路板6上，將線路板6固定安裝在殼體7中，并在殼體7上留出用于安裝通訊接ロ 5的插孔，封裝后形成了目標方位傳感器的一體化結(jié)構(gòu)。在殼體7內(nèi)部布設(shè)所述的微機電陀螺儀I和羅盤式電子方位儀3時，為了簡化處理器4姿態(tài)修正運算的復(fù)雜程度，優(yōu)選將羅盤式電子方位儀3的方位敏感軸B的方向作為整個目標方位傳感器的目標方位敏感軸A的方向；并調(diào)整微機電陀螺儀I的微機電陀螺儀主軸使其能夠與羅盤式電子方位儀3的磁北敏感軸以及目標方位傳感器的目標方位敏感軸A位于同一平面上，由此來提高目標方位傳感器的方位感測精度。在本實施例中，為了方便使用者能夠準確地瞄準目標，優(yōu)選在所述殼體7上清楚地標注出目標方位傳感器的目標方位敏感軸A,如圖I所示的實線箭頭標注,且所述目標方位敏感軸A的方向應(yīng)與羅盤式電子方位儀3的方位敏感軸B的方向(即圖I中虛線箭頭標注的方向)一致。在電路連接關(guān)系上，處理器4需要分別通過信號線與測角裝置2、羅盤式電子方位儀3對應(yīng)連接，以用于接收測角裝置2和羅盤式電子方位儀3輸出的感測信息。在本實施例中，所述羅盤式電子方位儀3內(nèi)部的雙軸傾角傳感器用來感測目標方位傳感器的姿態(tài)信息；所述測角裝置2則用來感測微機電陀螺儀I的微機電陀螺儀主軸與目標方位傳感器的目標方位敏感軸之間的夾角信息。所述處理器4通過信號線分別從羅盤式電子方位儀3中讀取目標方位傳感器的姿態(tài)信息；從測角裝置2中讀取微機電陀螺儀主軸與目標方位傳感器的目標方位敏感軸之間的夾角信息，經(jīng)過微機電陀螺儀漂移補償和目標方位傳感器姿態(tài)修正，進ー步根據(jù)標校值生成目標方位信息經(jīng)由通訊接ロ 5對外輸出。當然，所述處理器4也可以直接將羅盤式電子方位儀3感測生成的磁方位信息通過通訊接ロ 5輸出至外部上位機，也就是說，目標方位傳感器具備羅盤式電子方位儀3的所有功能。對于所述目標方位傳感器的標校方式，在實際應(yīng)用過程中可以采用以下三種模式，結(jié)合圖2、圖3所示I、主羅經(jīng)數(shù)值標校模式即保持目標方位傳感器的目標方位敏感軸與船舶艏艉線一致，并從上位機中讀取主羅經(jīng)數(shù)字信息，進而對目標陀螺方位進行標校；2、天體方位標校模式 即利用目標方位傳感器瞄測天體，并從上位機中讀取該天體的計算方位，進而根據(jù)天體的計算方位對目標陀螺方位進行標校；3、磁方位信息標校模式即直接利用磁方位信息對目標陀螺方位進行標校。這是ー種保底的標校方式，當主羅經(jīng)信號失靈，也沒有天體可以觀測吋，只能采用磁方位信息對目標陀螺方位進行標校。從上述三種標校模式來看，前兩種標校模式完全不受磁環(huán)境變化的影響，且標校后目標方位傳感器精度較高；第三種標校模式，標校后目標方位傳感器存在固定誤差，但是，經(jīng)過標校后觀測目標方位不再受磁環(huán)境變化的影響，定位時可以采用三標兩角定位模式消除固定誤差，以獲得高精度艦位。在本實施例中，所述處理器4優(yōu)選采用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)DPS進行電路設(shè)計。為了提高處理器4與測角裝置2和羅盤式電子方位儀3之間的信息傳輸速度，所述處理器4優(yōu)選通過并行總線分別與測角裝置2和羅盤式電子方位儀3對應(yīng)連接，采用并行通訊方式實現(xiàn)各種感測信息的快速傳送。對于所述的通訊接ロ 5來說，優(yōu)選采用串ロ進行目標方位傳感器與外部上位機之間的連接通信，例如RS232串ロ或者USB通訊接ロ等。為了方便使用者應(yīng)用，優(yōu)選在所述目標方位傳感器的殼體7中設(shè)置電池，利用內(nèi)置電池為微機電陀螺儀I、測角裝置2、羅盤式電子方位儀3、處理器4以及通訊接ロ 5提供供電電源，以滿足目標方位傳感器系統(tǒng)的供電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種目標方位傳感器，其特征在于：包括殼體以及封裝在所述殼體中的微機電陀螺儀、測角裝置、羅盤式電子方位儀、處理器和通訊接口；所述處理器分別接收羅盤式電子方位儀感測輸出的目標方位傳感器的姿態(tài)信息以及測角裝置感測輸出的微機電陀螺儀主軸與目標方位傳感器的目標方位敏感軸之間的夾角信息，標校生成目標方位信息通過安裝在殼體上的通訊接口輸出。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：翟立新，甘忠林，孫祥年，趙保慶，車永剛，唐正平，
申請(專利權(quán))人：翟立新，
類型：實用新型
國別省市：