[实用新型]一种撞击式脉冲触发的INS/GPS时间同步装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种撞击式脉冲触发的INS/GPS时间同步装置。 

背景技术

GPS具有定位精度高、误差不随时间积累等优点，而且，用载波相位观测值时，其定位精度可以达到厘米级，但是，GPS也存在着信号容易受到遮挡或干扰、数据更新率低、缺少姿态信息输出等缺点；相比较而言，惯性导航系统（INS）是一种完全自主的导航系统，其拥有高数据更新率，并具备姿态信息输出，但是由于陀螺误差漂移的存在，即使高精度的INS也面临误差随着导航时间延长而不断累积的问题。理论和实践已经证明，INS/GPS 组合导航系统能显著提高导航系统的导航精度和对环境的适应性。 

INS/GPS组合导航数据融合解算之前,对INS与GPS各自的输出数据进行高精度的时间同步时必要前提。但是二者往往由于存在时间起点和基准不一致,数据输出速率不一致,电路延迟等因素,为INS/GPS时间同步对准造成困难。针对INS与GPS时间同步的问题,国内外进行了广泛的研究,概括起来有硬件方法,软件方法,软硬件结合的方法。其中软件方法为了实现高精度对准往往算法设计复杂，计算量大，而且精度有限，采用专门设计的INS/GPS集成同步电路往往能得到较好的同步效果，但是，往往针对特定设备，通用性不强，对科研及应用单位相关领域技术人员的硬件设计与制造能力要求较高，针对各种组合导航设备设计制造专门的硬件同步模块，需要耗费大量人力，物力成本较高。尤其是，近些年，随着价格低廉，精度较差的MEMS惯性导航元件应用大量普及，针对性的设计高精度同步电路得不偿失。很多科研与应用单位，急需一种简单便捷的INS/GPS时间同步解决方案。 

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题，提供一种设计简单，通用性强，并能保证足够同步精度的撞击式脉冲触发的INS/GPS时间同步装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案： 

一种撞击式脉冲触发的INS/GPS时间同步装置，包括依次连接的敲击锤、脉冲生成电路、脉冲输出接口；敲击锤包括管筒以及位于管筒内的锤头、弹簧、连杆、带孔的固定板；固定板的两端均固定在管筒内壁上，锤头固定在连杆上，连杆穿过固定板的孔并通过铜触点与固定板连接，弹簧的两端分别与锤头、固定板连接；铜触点通过电位器与脉冲生成电路连接。 

所述脉冲生成电路包括两个选择开关、电源、两个电阻；通过两个选择开关控制脉冲生成电路生成高脉冲或低脉冲。 

所述管筒由PVC材料制成。

使用时，将INS安装在锤头下方且接近锤头的位置；本实用新型中的敲击锤相当于一个常闭开关，当没有力施加给锤头时，连杆和固定板上的铜触点一直接触，相当于常闭开关闭合；当人为向锤头施加向下的作用力时，锤头击打INS，且弹簧受到压缩，连杆通过固定板上的孔向下伸出，连杆和固定板上的铜触点分开，相当于常闭开关断开。 

本实用新型工作时，通过给锤头施加向下的力（常闭开关断开），锤头敲击INS使其输出时间特征波形，常闭开关断开触发脉冲生成电路发出脉冲，并通过脉冲输出接口输入GPS接收机中，从而触发GPS接收机记录脉冲发生时刻的精确时标与位置信息，利用GPS接收机记录的精确时标与INS输出的特征波形匹配即可实现精确的INS/GPS时间同步；通过人为控制选择开关，使脉冲生成电路生成高脉冲或低脉冲，针对不同型号的接收机选择对应的脉冲类型。 

与现有技术相比，本实用新型结构简单，操作方便，时间同步精度高，通用性强。其可用于INS（或者IMU）与GPS时间同步领域，对于缺少时钟或者时钟不稳定的惯性导航元件采集的数据赋予时标，检测惯性导航元件数据出处的稳定性以及惯性导航元件内部时钟的稳定性等领域同样适用。 

附图说明

图1是本实用新型的总体电路原理图； 

图2是本实用新型中产生高脉冲的等效电路图；

图3是本实用新型中产生低脉冲的等效电路图； 

图4是本实用新型中敲击头的结构示意图。

其中，1—常闭开关，2—选择开关，3—PVC管筒，4—锤头，5—弹簧，6—连杆，7—固定板，8—铜触点。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型作进一步说明。