[发明专利]一种仿生偏振/惯性/大气数据组合导航系统

权利要求书

1.一种仿生偏振/惯性/大气数据组合导航系统，其特征在于：包括组合传感器模块（15），导航解算模块（30），接口电路（11），微处理器（1），存储模块（3）以及电源模块（5），其中，组合传感器模块（15）包括偏振传感器（21），惯导系统（20）及由静压传感器（17）、总压传感器（18）和总温电路（19）组成的大气数据系统（16）；导航解算模块（30）包括压力变送器（22），压力变送器的RS232接口（27），总温电路的RS232接口（23），惯导系统的RS422接口（24），偏振传感器的RS422接口（25），第一电平转换芯片（26），惯性导航解算ARM芯片（28）和图像式偏振导航解算DSP芯片（29）；接口电路（11）包括PWM接口（12）、Sbus接口（13）及遥控模块接口RS232（14）；接口电路中，PWM接口（12）和Sbus接口（13）分别通过隔离器（8）和反相器（9）与微处理器（1）连接，遥控模块接口RS232（14）通过第二电平转换芯片（10）与微处理器（1）连接；电源模块（5）为微处理器（1）提供稳定电源；惯导系统（20）通过惯导系统的RS422接口（24）将测量数据传送给惯性导航解算ARM芯片（28）进行自我检测和导航解算，将结果输出到微处理器（1）；大气数据系统（16）分别通过压力变送器（22），压力变送器的RS232接口（27）和总温电路的RS232接口（23）将测量数据输出到微处理器（1），进行自我检测和导航解算；偏振传感器（21）通过偏振传感器的RS422接口（25）和第一电平转换芯片（26），与图像式偏振导航解算DSP芯片（29）相连，进行自我检测，图像处理及导航解算，并输出到微处理器（1）；微处理器（1）将所有数据存储到存储模块（3）的FLASH芯片（4）及SDRAM内存（31）上；

导航解算模块（30）中的惯性导航解算ARM芯片（28）和图像式偏振导航解算DSP芯片（29）具有自我检测功能，可以通过检测输入数据的范围及稳定性，判断相应传感器的工作状态及其导航数据的可靠性，并输出至微处理器（1），自动切换导航模式；在偏振信号不受干扰情况下，利用偏振导航、大气数据系统与惯性导航进行模式匹配，进行仿生偏振/大气数据系统/惯性自主导航；在偏振信号受干扰或难以获取情况下，利用大气数据系统与惯性导航进行模式匹配，实现大气数据系统/惯性自主导航；不依赖惯性导航信息时，由偏振传感器提供的航向角信息和大气数据系统提供的速度，高度信息进行模式匹配，路径积分，独立解算位置信息；

所述的电源模块（5）由锂电池（7）和电源转换芯片（6）组成，锂电池（7）的输出电压可由电源转换芯片（6）转换成3.3V、4.2V、5V三种不同电压，满足系统对不同电压的需求；所述的PWM接口（12）和Sbus接口（13）为控制接口，其中PWM接口（12）通过隔离器（8），将微处理器（1）的六路定时器引出，从而输出六路PWM波控制信号，Sbus接口（13）通过反相器（9）与微处理器（1）的一路串口输入端相连，可以外接遥控接收机来接收遥控指令，实现无线远程操控；所述的微处理器（1）包括组合导航信息融合ARM芯片（2）；所述的存储模块（3）由一片FLASH芯片（4）及SDRAM内存（31）构成，可实现对导航解算数据的大容量存储；所述的遥控模块接口RS232（14）通过第二电平转换芯片（10）与微处理器（1）的一路串口相连，可与上位机通信，进行程序调试、更新工作；组合导航信息融合ARM芯片（2）通过接收导航解算芯片传递的信号，智能切换组合导航系统的信息融合工作模式；模式一：在正常运行情况下，利用偏振导航、大气数据系统与惯性导航进行模式匹配，进行仿生偏振/大气/惯性自主导航；模式二：在偏振信号受干扰或难以获取情况下，利用大气辅助导航与惯性导航进行模式匹配，进行大气辅助/惯性自主导航；模式三：在惯性导航系统发生故障时，可不依赖惯性导航信息，由偏振传感器提供的航向角信息和大气数据系统提供的速度、高度信息进行模式匹配，路径积分，独立解算位置信息。