[发明专利]一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统及其控制方法

权利要求书

1.一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，包括三轴光纤陀螺、姿态和重力传感器和支撑整个系统的架体，所述三轴光纤陀螺包括光源组件和探测组件，其特征在于，所述探测组件连接有控制解算存储通讯电路，所述便携式三轴光纤陀螺测姿系统还包括光源控制电路、电源控制电路和三轴MEMSIMU，所述光源控制电路用于为所述光源组件中的光源的供电，所述电源控制电路用于控制所述三轴光纤陀螺的供电，所述姿态和重力传感器连接所述探测组件，所述光源控制电路、电源控制电路和三轴MEMSIMU均连接所述控制解算存储通讯电路。

2.根据权利要求1所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，其特征在于，所述姿态和重力传感器为三轴MEMS加速度计或MEMS倾角传感器。

3.根据权利要求1所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，其特征在于，所述光源组件包括一个光源、一个第一耦合器、三个第二耦合器和三个检测单元，每个所述检测单元包括一个光纤环、一个Y波导和一个探测器，所述Y波导连接所述光纤环，所述第一耦合器分别连接三个第二耦合器和光源，每个所述第二耦合器还分别连接检测单元的Y波导和探测器，所述三个检测单元的光纤环以两两正交的方式连接所述架体。

4.根据权利要求3所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，其特征在于，所述便携式三轴光纤陀螺测姿系统还包括Z轴模块、X轴模块和Y轴模块，所述Z轴模块、X轴模块和Y轴模块分别连接有一个检测单元，所述Z轴模块、X轴模块和Y轴模块以两两正交的方式连接所述架体，所述便携式三轴光纤陀螺测姿系统为立方体结构。

5.根据权利要求1所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，其特征在于，所述探测组件包括依次连接的光信号检测差分放大电路和信号检测伺服电路，所述信号检测伺服电路连接所述姿态和重力传感器。

6.根据权利要求5所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，其特征在于，所述信号检测伺服电路包括模数转换芯片、信号汇总预处理芯片、信号控制处理模块、数模转换芯片、辅助闭环芯片和温度采集芯片，所述模数转换芯片、信号控制处理芯片、数模转换芯片和辅助闭环芯片依次连接，所述信号控制处理芯片还分别连接所述温度采集芯片和姿态和重力传感器。

7.根据权利要求6所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，其特征在于，所述模数转换芯片的型号为AD9235，所述信号汇总预处理芯片的型号为STM32F4XX，所述信号控制处理模块包括相互连接的FPGA芯片和STM32F4XX芯片，所述数模转换芯片的型号为AD9744，所述辅助闭环芯片的型号为AD5883，所述温度采集芯片的型号为DS18B20。

8.根据权利要求6所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统，其特征在于，所述探测组件还连接有RS232接口。

9.一种如权利要求1所述的一种便携式三轴光纤陀螺测姿系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

测姿步骤：探测组件通过姿态和重力传感器测量重力阴影，通过三轴光纤陀螺探测地球自转的角速度，然后基于地球自转为15°/H的原理，采用投影坐标转换的方式进行测姿；

电源控制步骤：控制解算存储通讯电路根据三轴MEMSIMU的探测数据，判断系统处于静止状态还是运动状态，若系统处于运动状态，则打开光源控制电路、关闭电源控制电路；若系统处于静止状态，则打开光源控制电路以及电源控制电路，执行测姿步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述测姿步骤还包括将三轴MEMSIMU的探测数据与姿态和重力传感器和三轴光纤陀螺的探测数据，进行算法组合，从而进行测姿。