[发明专利]地空电磁探测线圈三维姿态同步测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种地空电磁探测线圈三维姿态同步测量方法及装置，涉及地空电磁法实验装置技术领域。装置由是由外设驱动模块1、同步时钟脉冲发生模块2、电源模块3和上位机4四部分构成，主要功能包括获取载体姿态信息的MEMS传感器模块通过STM32控制器驱动并对姿态数据解算，依次输出相对于初始位置的x、y、z三轴的加速度、角速度及角度信息；同时采用FPGA芯片对频率输出稳定的恒温晶振倍频并分频，通过CW25‑TIM型号的GPS模块产生的秒脉冲信号同步触发产生稳定的时钟脉冲。经过测试，本装置姿态测量精度0.1°，时钟同步精度1ms，姿态数据输出频率100Hz。借助于本系统及装置，可以完成地空电磁探测中对接收线圈的实时且与电磁发射系统同步的姿态测量工作。

主权项

一种地空电磁探测线圈三维姿态同步测量方法及装置，其特征在于：所述的地空电磁探测线圈三维姿态同步测量装置由外设驱动模块(1)、同步时钟脉冲发生模块(2)、电源模块(3)和上位机(4)四部分组成，电源模块(3)向系统提供稳定的供电，外设驱动模块(1)由STM32系列主控制器(1‑1)连接三轴姿态传感模块(1‑2)、数据存储模块(1‑3)、显示屏模块(1‑4)、薄膜按键输入模块(1‑5)组成，同步时钟脉冲发生模块(2)由FPGA芯片(2‑1)连接恒温晶振(2‑2)、数模转换单元(DA)(2‑3)、GPS模块(2‑4)组成，其中FPGA芯片(2‑1)内部集成锁相环单元(2‑1‑1)、计数器单元(2‑1‑2)、分频器单元(2‑1‑3)、触发器单元(2‑1‑4)和PD控制器单元(2‑1‑5)，外设驱动模块(1)和时钟脉冲发生模块(2)通过外部中断的方式协同工作，将线圈的姿态信息实时同步地通过TXT格式的文件记录到SD卡(1‑3‑2)中，上位机(4)中包含姿态变化实时演示软件将SD卡(1‑3‑2)中的TXT文件数据读取，并以图形化的方式实时显示线圈的三轴姿态变化。