[实用新型]一种小型、多功能集成的ZTS-M18组合导航控制系统

说明书

本实用新型公开一种小型、多功能集成的ZTS‑M18组合导航控制系统，包括控制解算的导航计算机，和分别与导航计算机通信连接的三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴磁力计、气压高度计和GPS模块，组合导航控制系统还包括电源模块。本实用新型内部应用高度集成的三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴磁力计、气压高度计、GPS模块、导航计算机、电源模块联合设计。在充分集成各种组合导航功能的前提下，采用小型化、多功能设计，使得整个组合导航系统具备性能好，体积小，重量轻，组合导航效果好等特点。

技术领域

本实用新型属于自动化仪表惯性导航仪表技术领域，具体涉及一种小型、多功能集成的ZTS-M18组合导航控制系统。

背景技术

随着现代化技术不断发展，无人车、无人机等自动化控制设备不断出现，市场上对于导航或定位系统要求也不断提高。GPS定位导航系统依赖于GPS信号质量，在隧道或城市集中建筑区等GPS卫星信号微弱的区域，GPS定位导航系统将失去作用，这种局限性限制了其发展，使其不能满足在复杂环境下的应用，现代民用汽车依然使用这种定位导航方式。纯惯性导航克服了GPS定位导航系统的这种缺陷，导航性能不受外在环境影响，能自主独立完成定位、导航控制，导航精度依赖惯性器件的选型：光纤陀螺或激光陀螺和石英加速度计等高精度惯性器件的组合使纯惯性导航仪具有良好的导航精度，但其成本高、体积大、功耗大等缺点不能满足市场的大规模需求；MEMS三轴陀螺、MEMS三轴加速度计、三轴磁力计等微机械惯性器件组合的MEMS纯惯性导航仪具有低成本、体积小、功耗低等优化，但其纯惯性导航精度差，误差随时间累计严重，不能直接满足市场需求。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种小型、多功能集成的ZTS-M18组合导航控制系统。本实用新型集成纯惯性导航、GNSS组合导航设计于一体，实现成本低、体积小、稳定性高、质量轻、载体姿态测量、航向检测、测速、定位、载体角速度和加速度测量功能，满足车、船、无人机等导航控制应用需求。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种小型、多功能集成的ZTS-M18组合导航控制系统，包括控制解算的导航计算机，和分别与导航计算机通信连接的三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴磁力计、气压高度计和GPS模块，组合导航控制系统还包括电源模块。

在上述技术方案的基础上，所述导航计算机包括DSP芯片U12，和分别与DSP芯片U12连接的复位芯片U9、时钟芯片Y1、JTAG配置接口P4和存储EEPROM。

在上述技术方案的基础上，所述DSP芯片U12的型号为TMS320F。

在上述技术方案的基础上，所述DSP芯片U12还连接有数据传输模块和GPIO口；

所述数据传输模块包括通过RS422串口P2与DSP芯片U12通信连接的第一收发器U6，通过RS422串口P3与DSP芯片U12通信连接的第二收发器U8，与第一收发器U6和第二收发器U8连接的第一光耦合器U5和第二光耦合器U7。

在上述技术方案的基础上，所述三轴磁力计包括第一磁力计U13和第二磁力计U16，第一磁力计U13为单轴磁力计，第二磁力计U16为双轴磁力计，第一磁力计U13测量载体X轴地磁分量信息，通过第一微功耗仪表放大器U14将差分信号转换为单端信号输出，并降压后传输至DSP芯片U12；第二磁力计U16测量载体Y轴和Z轴地磁分量信息，分别通过第二微功耗仪表放大器U15和第三微功耗仪表放大器U17将差分信号转换为单端信号输出，并分别降压后传输至DSP芯片U12。

在上述技术方案的基础上，所述三轴MEMS陀螺通过SPI接口协议与DSP芯片U12通信连接收发信息，三轴MEMS陀螺包括正交的第一单轴MEMS陀螺U20、第二单轴MEMS陀螺U30和第三单轴MEMS陀螺U35。