[发明专利]一种微型定位导航授时终端

说明书

本发明提出了一种微型定位导航授时终端，包括MEMS陀螺、MEMS加速度计、微处理器、微型原子钟、GNSS导航芯片等主要功能元件，采用一体化设计的方法，实现了定位导航授时终端的高度集成和微型化。为了实现三轴MEMS陀螺、三轴加速计的正交安装和终端的高度集成，提高终端设备的抗振性，采用刚挠结合板技术，进行终端的三维组装。本发明不依赖外界信息，具有较高的自主性，能够保证用户在GNSS拒止条件下的可靠定位导航时间信息的获取。本发明提出的定位导航授时终端，具有体积小、功耗低、精度高、实时性好、抗冲击能力强等优良特性。

技术领域

本发明涉及一种微型定位导航授时终端，属于定位导航授时领域。

背景技术

定位导航授时(positioning，navigation and timing，PNT)技术，是提供时间和空间信息的关键技术。随着科学技术的发展，对PNT的依赖超过了任何历史时期，什么时间在哪儿，是人们最关心的问题之一。PNT技术服务于国民经济、国家安全和军事领域，是综合国力和国际地位的显著标志。美国、欧洲以及中国等都先后制定了国家PNT发展规划，正在建立和完善本国或区域的PNT体系。

全球卫星导航系统(global navigation satellite system，GNSS)是应用最广泛的PNT技术。GPS自1989年部署以来，卫星导航应用日益广泛。之后，相继出现了GLONASS、Galileo、Beidou三大全球卫星导航系统。目前，应用的GNSS接收机近亿部，几乎所有的军事系统和作战平台都依靠GNSS、或基于GNSS的组合导航系统。军方认为卫星导航的出现已经成为现代战争必不可少的基石。2010年4月美国发生了因GPS地面控制系统升级导致至少86种使用GPS接收机的武器系统、超过10000台设备近乎瘫痪的事件，从另一个侧面说明了美军对GPS系统的依赖程度。GNSS由于自身固有的局限性，限制了其在一些特定条件和环境下的应用。归纳起来，主要包括：物理遮挡(自然峡谷、城市高楼、室内、地下、水下)；电磁干扰(无意干扰、敌意干扰)、高动态；轨道外用户无法使用(导航卫星轨道以外的空间)；GNSS自身的可用性和维持风险(空间卫星、地面主控站)。

地面无线电导航系统仅能为区域用户提供定位、导航和授时信息，跟GNSS工作特点类似，同样存在多方面的限制。当前的惯性导航与高精度时钟技术，普遍存在体积重量大、功耗高等一系列使用限制问题。

如何提供一种新型的定位导航授时技术，克服对GNSS的依赖，便于用户使用，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种微型定位导航授时终端，解决传统的导航授时手段对GNSS的依赖问题。

本发明的技术解决方案如下：

提供一种微型定位导航授时终端，包含三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、微处理器、接收机、微型原子钟；

其中，三轴MEMS陀螺用于测量载体三个坐标轴方向的角速度信息；三轴MEMS加速度计用于测量载体三个坐标轴方向的加速度信息；微型原子钟为微处理器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、接收机提供时频基准；

微处理器包括捷联解算模块和组合导航模块，捷联解算模块接收三轴MEMS陀螺发送的角速度信息、三轴MEMS加速度计发送的加速度信息，进行捷联惯性导航解算，获得载体的位置、速度、姿态和加速度信息；组合导航模块接收接收机发送的定位导航信息，包括位置、速度、伪距、伪距率和UTC时间信息，同时接收捷联解算模块输出的载体的位置、速度、姿态、加速度信息，利用接收机发送的定位导航信息，对捷联惯性导航解算的位置、速度、姿态信息进行校正，并输出校正后的姿态、位置、速度和基于微型原子钟提供的频率计算出的系统时间信息；