[发明专利]一种微型捷联航姿系统及其工作方法

摘要

本发明为一种微型捷联航姿系统及其工作方法。该系统包括数据采集模块、数据处理解算模块和外围通信接口模块，其中：数据采集模块采用三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁阻传感器和SPI接口集成一体化的微电子机械系统传感器；数据处理解算模块采用32位ARM微控制器；外围通信接口模块包括串口电平转换芯片、RS_232接口、CAN收发器和CAN接口。该系统工作步骤为：系统上电初始化；系统自检；磁场自标定；初始对准；组合测姿：根据初始三维姿态角和捷联航姿系统姿态解算算法，解算出各航姿信息，同时用补偿后的磁场信息和加速度信息解算出三维磁姿态角，两者经过信息融合算法，最终得到稳定的航姿信息；发送航姿信息到应用设备。

主权项

一种微型捷联航姿系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理解算模块和外围通信接口模块，其中：数据采集模块采用三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁阻传感器和第1SPI接口集成一体化的微电子机械系统传感器，其中三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁阻传感器分别独立工作；数据处理解算模块采用32位ARM微控制器，该微控制器集成了数据处理解算单元、CAN控制器、UART接口和第2SPI接口；外围通信接口模块包括串口电平转换芯片、RS_232接口、CAN收发器和CAN接口；三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁阻传感器分别通过第1 SPI接口与第2 SPI接口连接；第2 SPI接口与数据处理解算单元连接；数据处理解算单元通过UART接口与串口电平转换芯片连接，数据处理解算单元还通过CAN控制器与外围通信接口模块的CAN收发器连接；串口电平转换芯片与RS_232接口连接，外围通信接口模块的CAN收发器与CAN接口连接；第1 SPI接口与第2 SPI接口之间通过SPI总线连接，数据采集模块的三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁阻传感器分别通过SPI总线与数据处理解算模块通信；数据处理解算模块通过SPI总线读取数据采集模块的三轴角速度信息、三轴加速度信息和周围三轴磁场强度信息，并传输给数据处理解算单元，解算的航姿信息通过UART接口或CAN控制器发送给外围通信接口模块；外围通信接口模块的串口电平转换芯片把UART接口发来的TTL电平数据转换为RS_232电平数据，并通过RS_232接口发给外设；外围通信接口模块的CAN收发器将CAN控制器发来的TTL电平数据转换为物理总线的差分电平数据，然后通过CAN接口传输到CAN总线上的设备。