[发明专利]一种高精度POS用激光陀螺惯性测量系统

说明书

技术领域

本发明属于惯性技术领域，涉及一种高精度POS用激光陀螺惯性测量系统，可以应用于POS(Position and Orientation System，位置姿态测量系统)，也可以应用于惯性导航、惯性/GPS(Global Position System，全球定位系统)组合导航系统。

背景技术

对于高分辨率航空遥感系统，除了高分辨率遥感载荷之外，制约遥感系统成像分辨率的主要因素是高精度POS。高精度POS为遥感载荷提供高精度位置姿态基准，同时为惯性稳定平台提供精确的指向。无论对于高分辨率光学载荷光学相机，还是机载三维成像激光雷达，高精度POS是提高成像分辨率的关键，已成为制约我国高分辨率遥感系统发展的技术瓶颈。高精度POS主要由惯性测量系统、计算机系统、GPS模块等三部分组成。POS用惯性测量系统安装在遥感载荷上，用于精确测量遥感载荷的角速度和加速度。

国外在高分辨率遥感载荷发展的牵引下，高精度POS技术也得到了快速发展，美国、加拿大、德国等发达国家已经形成了产品，并广泛应用于高性能航空遥感领域。加拿大APPLANIX公司是当今世界上POS技术水平的代表，研制了一系列POS用惯性测量系统，其中POS/AV210、POS/AV310、POS/AV410、POS/AV510都是小型化惯性测量系统，系统均采用了小型动力调谐陀螺，体积重量小，惯性测量系统重量仅有1.5Kg，目前该系列产品在航空遥感领域得到了广泛的应用，可应用于航空相机、成像光谱仪、激光雷达和合成孔径雷达等。此外，美国Z/I Imaging公司研制的位置姿态系统(POS Z/I)也采用了小型动力调谐陀螺惯性测量系统。由于采用的小型动力调谐陀螺零偏稳定性及重复性较差，因此，以上两公司研制的小型动力调谐陀螺惯性测量系统精度较低，已没有大幅度提高精度的潜力，且该系列惯性测量系统均没有设计减振装置，不具备抗外界恶劣振动环境的能力。

美国NORTHROP GRUMMAN公司以及德国IGI公司分别研制了高精度POS用光纤陀螺惯性测量系统，其系统产品已成功应用于LMK2000、RMK-TOP等航空相机系统，但这两类产品也都没有设计减振装置，不具备抗外界恶劣振动环境的能力。此外，国外对我国施行高精度POS用激光陀螺惯性测量系统禁运以及相关技术封锁，因此无相关技术资料。

国内在POS用惯性测量系统技术方面起步较晚，但也取得了一定的进展，已研制出POS用挠性陀螺惯性测量系统以及光纤陀螺惯性测量系统，但目前国内还没有高精度POS用激光陀螺惯性测量系统相关研究报告，仅有应用于导航、制导与控制系统的激光陀螺惯性测量系统，但相关文献均围绕激光陀螺惯性测量系统的理论方法，而没有结构设计方面的资料。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种精度高、体积重量小、抗振动能力强的高精度POS用激光陀螺惯性测量系统。

本发明的技术解决方案是：一种高精度POS用激光陀螺惯性测量系统包括三支激光陀螺仪、三支石英加速度计、IMU结构、支撑框架、减振器、I/F信号调理电路、采集解算计算机、二次电源、外壳、前面板、底面板和插接头。三支激光陀螺仪和三支石英加速度计分别正交装配在IMU结构上，IMU结构通过两侧八支减振器装配在支撑框架的内腔。二次电源通过螺钉安装在支撑框架的上框，I/F信号调理电路和采集解算计算机分别通过螺钉安装在支撑框架左侧和右侧壁凹槽中。外壳通过螺钉安装在支撑框架外侧，前面板和底面板分别通过螺钉安装在支撑框架的前表面和下表面，插接头通过螺钉安装在前面板上。