[发明专利]北斗惯导深组合导航微系统

摘要

本发明公开一种北斗惯导深组合导航微系统，包括三轴微机械陀螺、三轴微机械加速度计、里程计编码器、高度计、磁场计、北斗/GPS双模芯片、信号转换及接口电路、数字信号处理器及二次电源芯片，所述数字信号处理器用于接收来自信号转换及接口电路转换后的数字信号，并对角速度及加速度所对应的数字信号进行计算以得到载体的速度和位移，还用于对载体的速度、位移、行程信息、高度信息、磁场信息、北斗信号、GPS信号所对应的数字信号进行卡尔曼滤波算法计算得到导航参数。本发明将北斗、陀螺、加速度、磁场计、高度计、信号转换以及数字信号处理等功能芯片有机融合在一起，可实现全参数导航，无缝隙导航，提高了整个导航系统的抗干扰性和应用的可靠性。

主权项

一种北斗惯导深组合导航微系统，其特征在于：包括：三轴微机械陀螺，用于采集载体的运动角速度信息；三轴微机械加速度计，用于采集载体的线性加速度信息；里程计编码器，用于采集载体的行程信息；高度计，用于采集载体的高度信息；磁场计，用于采集载体周围的磁场信息；北斗/GPS双模芯片，用于接收北斗信号及GPS信号；信号转换及接口电路，与三轴微机械陀螺、三轴微机械加速度计、里程计编码器、高度计及北斗/GPS双模芯片均相连，用于将采集得到的运动角速度信息、线性加速度信息、行程信息、高度信息、磁场信息及北斗信号及GPS信号转换为数字信号；数字信号处理器，用于接收来自信号转换及接口电路转换后的数字信号，并对角速度及加速度所对应的数字信号进行计算以得到载体的速度和位移，所述数字信号处理器对所述加速度进行误差补偿计算，获得相对于惯性空间的加速度信息；所述数字信号处理器对所述角速度进行误差补偿计算，获得相对于惯性空间的角速率，所述数字信号处理器还用于结合载体相对于惯性空间的加速度信息、角速率及北斗及GPS信息进行预处理和补偿计算，以得到载体的速度和位移，即完成整个北斗惯导深组合导航微系统的初始对准；初始对准完成后，所述数字信号处理器继续结合所述载体的速度、位移和所述角速率通过解四元数微分方程得到四元数向量，以获得姿态矩阵及姿态角；并结合已得到的载体的角速率及由比力转换得来的速度信息计算得到载体的位置信息；所述数字信号处理还用于结合所述位置信息、所述姿态角、所述行程信息、所述高度信息、所述磁场信息以及所述北斗信号及GPS信号，利用卡尔曼滤波算法计算得到导航参数；以及二次电源芯片，与所述三轴微机械陀螺、三轴微机械加速度计、里程计编码器、高度计、磁场计、北斗/GPS双模芯片、信号转换及接口电路以及数字信号处理器相连，用于为所述三轴微机械陀螺、三轴微机械加速度计、里程计编码器、高度计、磁场计、北斗/GPS双模芯片、信号转换及接口电路以及数字信号处理器提供工作电源。