[发明专利]一种基于Zynq-7020的超紧耦合微系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于Zynq‑7020的超紧耦合微系统及导航方法。该系统包括GNSS定位导航模块、微惯性导航模块、以Zynq‑7020为平台的组合导航模块、电源模块以及上位机通信模块。方法为：微惯性导航模块提供解算后的载体的位置和速度信息，并根据卫星的星历信息计算出载体的伪距和伪距率；GNSS定位导航模块直接解算出伪距和伪距率；将计算的伪距和伪距率作差，作为量测信息在卡尔曼滤波器中进行滤波处理，最后将得到载体位置、速度和姿态的误差信息反馈给系统进行修正，得到最终的导航信息，并通过上位机通信模块进行实时导航信息的监控显示。本发明适用于高动态导航场景，在不同环境下有较强的抗干扰能力。

主权项

1.一种基于Zynq‑7020的超紧耦合微系统，其特征在于，包括GNSS定位导航模块、微惯性导航模块、以Zynq‑7020为平台的组合导航模块、电源模块以及上位机通信模块，其中：所述GNSS定位导航模块，以Zynq‑7020为平台，包括有源天线、晶振、射频模块、基带信号数字处理模块、卫星定位解算模块；其中射频模块对卫星信号进行放大、变频、滤波和模数转换，最终得到数字中频信号；基带信号数字处理模块对数字中频信号进行捕获、跟踪、位同步和帧同步处理；卫星定位解算模块获取卫星信号相关器中的多普勒频移信息、载波相位信息、以及卫星参数信息，通过解析卫星星历和历书信息计算出伪距和伪距率，进而计算出载体当前的位置、速度和时间信息；所述微惯性导航模块，包括MIMU和惯导信息解算模块；其中MIMU内部的陀螺仪和加速度计测量输出原始的角速率和比力信息，并将原始数据发送给惯导信息解算模块，解算出载体的位置、速度、角速度、加速度和姿态角信息，最后将数据传送给GNSS定位导航模块、以Zynq‑7020为平台的组合导航模块及上位机通信模块；所述以Zynq‑7020为平台的组合导航模块，包括卡尔曼滤波器；将微惯性导航模块和GNSS定位导航模块计算的伪距和伪距率作差，作为量测信息在卡尔曼滤波器中进行滤波处理，最后将得到载体位置、速度和姿态的误差信息反馈给系统进行修正，得到最终的导航信息。