用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術屬于飛行導航的技術領域，具體涉及一種用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有飛行導航方式存在的問題，其包括捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器、GPS接收模塊、大氣數(shù)據(jù)傳感器、磁傳感器、溫度傳感器以及信號處理模塊，所述的慣性姿態(tài)傳感器、GPS接收模塊以及大氣數(shù)據(jù)傳感器的輸入端和輸出端都與信號處理模塊連接，磁傳感器和溫度傳感器的輸出端與信號處理模塊連接。本發(fā)明專利技術的有益效果：姿態(tài)傳感器具有自主性，可彌補GPS受地形限制、易受干擾的缺點；GPS具有實時性，可彌補姿態(tài)傳感器誤差隨時間積累的缺點；大氣數(shù)據(jù)傳感器提供了精度較高的大氣數(shù)據(jù)，也可用于校正系統(tǒng)的姿態(tài)信息；具有更小的體積和更輕的重量。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于飛行導航的
，具體涉及一種用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)。
技術介紹
目前，飛行導航的方式主要有無線電導航、平臺式慣性導航、捷聯(lián)式慣性導航、衛(wèi)星系統(tǒng)導航等，每種導航方式各有優(yōu)點和缺點。無線電導航易受干擾；平臺式慣導體積大且價格昂貴，不適用于通航；捷聯(lián)式慣性導航價格適中，但單獨使用精度相對較低；衛(wèi)星系統(tǒng)導航受地形限制且易受干擾。所以，把幾種不同的導航方式集成在一起，取長補短，是導航領域的趨勢，也是通用航空導航系統(tǒng)的關鍵技術。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術為了解決現(xiàn)有飛行導航方式存在的上述問題，提供了一種用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)。本專利技術采用如下的技術方案實現(xiàn) 用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)，包括捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器、GPS接收模塊、大氣數(shù)據(jù)傳感器、磁傳感器、溫度傳感器以及信號處理模塊，所述的慣性姿態(tài)傳感器、GPS接收模塊以及大氣數(shù)據(jù)傳感器的輸入端和輸出端都與信號處理模塊連接，磁傳感器和溫度傳感器的輸出端與信號處理模塊連接，捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器的安裝方向與飛行器的機體坐標對齊，GPS接收模塊通過GPS天線接口與外部天線連接，大氣數(shù)據(jù)傳感器通過靜壓接口和動壓接口連接空速管。磁傳感器安裝于飛行器的尾翼。溫度傳感器安裝于飛行器的機腹。本專利技術主要用于通用航空導航系統(tǒng)，也可用作備份導航系統(tǒng)。所述的慣性姿態(tài)傳感器接收大氣數(shù)據(jù)傳感器的大氣數(shù)據(jù)與磁傳感器的磁數(shù)據(jù)，一方面用于慣性參數(shù)的誤差校正，另一方面用于解算側滑角等數(shù)據(jù)。大氣數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)與慣性數(shù)據(jù)融合，采用慣性數(shù)據(jù)快速實時的特性，達到數(shù)據(jù)的短時響應性；采用大氣數(shù)據(jù)與GPS數(shù)據(jù)來收斂慣性參數(shù)。本專利技術實現(xiàn)通用航空領域的四維導航，即在航管制定的時間點，到達制定的經(jīng)緯度與高度。本專利技術相對現(xiàn)有技術具有如下有益效果1、功能方面姿態(tài)傳感器具有自主性，可彌補GPS受地形限制、易受干擾的缺點；GPS具有實時性，可彌補姿態(tài)傳感器誤差隨時間積累的缺點；大氣數(shù)據(jù)傳感器提供了精度較高的大氣數(shù)據(jù)，也可用于校正系統(tǒng)的姿態(tài)信息。2、結構方面與單獨安裝GPS系統(tǒng)、姿態(tài)系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)比較，本專利技術具有更小的體積和更輕的重量。3、價格方面與國外類似產(chǎn)品比較，本專利技術具有更低的價格。附圖說明圖1為本專利技術的示意圖， 圖2為本專利技術的結構示意圖， 圖中1-慣性姿態(tài)傳感器，2-GPS接收模塊，3-大氣數(shù)據(jù)傳感器，4-磁傳感器，5-溫度傳感器，6-信號處理模塊，7-GPS天線接口，8-靜壓接口，9-動壓接口。具體實施例方式結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步說明。用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)，其特征在于包括捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器1、GPS接收模塊2、大氣數(shù)據(jù)傳感器3、磁傳感器4、溫度傳感器5以及信號處理模塊6，所述的慣性姿態(tài)傳感器1、GPS接收模塊2以及大氣數(shù)據(jù)傳感器3的輸入端和輸出端都與信號處理模塊6連接，磁傳感器4和溫度傳感器5的輸出端與信號處理模塊6連接，捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器I的安裝方向與飛行器的機體坐標對齊，GPS接收模塊2通過GPS天線接口 7與外部天線連接，大氣數(shù)據(jù)傳感器3通過靜壓接口 8和動壓接口 9連接空速管，感受外部空氣的靜壓和動壓。磁傳感器4安裝于飛行器的尾翼或其它磁干擾較小的地方。溫度傳感器5安裝于飛行器的機腹。捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器I采用MEMSIC生產(chǎn)的AHC525 ;GPS接收模塊2采用NAVATEL的0EMV-2、大氣數(shù)據(jù)傳感器3采用MEMSCAP的TPD2000、磁傳感器4采用CROSSBOW的CRM500GA-200、溫度傳感器5采用太原航空儀表有限公司生產(chǎn)的GWR-120、信號處理模塊6核心 DSC 部件采用 Freescale 的 MC56F8367。AHC525接收大氣數(shù)據(jù)與磁數(shù)據(jù)輸出飛行器的姿態(tài)數(shù)據(jù)，包括俯仰角、橫滾角、航向角、三軸速率、三軸加速度、側滑角等。CRM500GA-200輸出三軸磁數(shù)據(jù)。0EMV-2輸出導航的GPS數(shù)據(jù)，包括UTC時間、經(jīng)度、緯度、海拔高度等。TPD2000輸出飛行器所處位置的靜壓和動壓。GWR-120感受飛行器所處位置的大氣的溫度。以上數(shù)據(jù)傳到MC56F8367，經(jīng)過融合、解算后，將飛行器的俯仰角、橫滾角、航向角、三軸加速度、三軸角速度、側滑角、UTC時間、經(jīng)度、緯度、海拔高度、絕對氣壓高度、相對氣壓高度、升降速度、校正空速、真空速、地速、大氣總溫、自檢信息等20多種信息通過ARINC429、RS422、RS232發(fā)送到外部系統(tǒng)，用于飛行導航。①利用溫度信號校正姿態(tài)數(shù)據(jù) 在溫度試驗中測量姿態(tài)模塊的溫漂特性(不同模塊的溫漂特性不同)，將采集的數(shù)據(jù)擬合成多項式，便可通過軟件計算來校正姿態(tài)數(shù)據(jù)的溫度誤差。②利用GPS數(shù)據(jù)校正姿態(tài)數(shù)據(jù) 姿態(tài)模塊輸出的姿態(tài)數(shù)據(jù)隨時間變化而增加，當GPS數(shù)據(jù)有效時，利用GPS數(shù)據(jù)的實時性，定時與姿態(tài)數(shù)據(jù)進行對比，可校正姿態(tài)數(shù)據(jù)隨時間積累的誤差。③利用真空速校正姿態(tài)數(shù)據(jù)(橫滾角) 若所選用的姿態(tài)模塊不能自行接收大氣數(shù)據(jù)進行姿態(tài)校正，則可在信號處理模塊中作校正首先，利用大氣數(shù)據(jù)傳感器采集的動壓，解算真空速；其次，將真空速、偏航角速率、三軸加速度代入向心力方程，解算出一個坡度角；最后，將該坡度角與加速度比值進行對t匕，得出橫滾角的校正數(shù)據(jù)。本專利技術產(chǎn)品外形尺寸不大于100. 6mmX90mmX 164mm(寬X高X深K不含插座)，重量不超過1. 5kg (不包括插頭和電纜等附件)，安裝方式為4個M4螺釘。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)，其特征在于包括捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器（1）、GPS接收模塊（2）、大氣數(shù)據(jù)傳感器（3）、磁傳感器（4）、溫度傳感器（5）以及信號處理模塊（6），所述的慣性姿態(tài)傳感器（1）、GPS接收模塊（2）以及大氣數(shù)據(jù)傳感器（3）的輸入端和輸出端都與信號處理模塊（6）連接，磁傳感器（4）和溫度傳感器（5）的輸出端與信號處理模塊（6）連接，捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器（1）的安裝方向與飛行器的機體坐標對齊，GPS接收模塊（2）通過GPS天線接口（7）與外部天線連接，大氣數(shù)據(jù)傳感器（3）通過靜壓接口（8）和動壓接口（9）連接空速管。

【技術特征摘要】
1.一種用于飛行導航的大氣數(shù)據(jù)與姿態(tài)航向基準系統(tǒng)，其特征在于包括捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器(I)、GPS接收模塊(2)、大氣數(shù)據(jù)傳感器(3)、磁傳感器(4)、溫度傳感器(5)以及信號處理模塊(6)，所述的慣性姿態(tài)傳感器(I)、GPS接收模塊(2)以及大氣數(shù)據(jù)傳感器(3)的輸入端和輸出端都與信號處理模塊(6)連接,磁傳感器(4)和溫度傳感器(5)的輸出端與信號處理模塊(6)連接，捷聯(lián)式慣性姿態(tài)傳感器(I...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：宣曉剛，祝陶然，豐新龍，楊曉飛，
申請(專利權)人：太原航空儀表有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：