一种重力仪平台的惯性测量组件的制作方法

专利查询2022-05-26  0



1.本实用新型涉及一种重力仪平台的惯性测量组件。


背景技术:

2.双轴稳定平台方案对imu解算的实时性有较高的要求,对惯性元件信息的同步和刷新速度等方面有约束,因此惯性测量组件的设计尤为重要。而目前的重力仪平台的惯性测量组件存在结构复杂,体积大,不便于与重力仪附属加速度计实现结构融合的问题。


技术实现要素:

3.本实用新型其目的就在于提供一种重力仪平台的惯性测量组件,以解决上述背景技术中的问题,具有结构简单、测量倾角精度高的特点。
4.为实现上述目的而采取的技术方案是,一种重力仪平台的惯性测量组件,包括与底座固联的本体支架,所述本体支架上安装有惯性敏感器,惯性敏感器与加速度计信号转换线路板连接,所述本体支架还经过渡板固定安装有重力仪附属加速计,所述惯性敏感器包括3个石英挠性加速度计以及3个通过螺钉固定在本体支架的3个正交面上的光纤陀螺仪,3个所述石英挠性加速度计通过机械连接安装在3个光纤陀螺仪的环绕中心位置。
5.进一步,所述光纤陀螺仪安装面的水平定位面精度优于2〞;所述石英挠性加速度计安装面的水平定位面优于2〞。
6.进一步,所述加速度计信号转换线路板以贴壁形式安装于本体支架的外侧面上。
7.进一步,所述加速度计信号转换线路板上的电子线路单元包括加速度计信号转换板、采集解算板、直流电源模块;所述加速度计信号转换板将3个石英挠性加速度计的电流信号转换成数字脉冲信号,同时测量石英挠性加速度计测温器件输出的测温信号,并将这些信号输出到采集解算板上;所述采集解算板产生1ms外部触发信号给光纤陀螺仪和石英挠性加速度计,并连接接口存储板,接口存储板通过422接口与显控计算机连接;所述接口存储板上还设有用户端接口、时统接口、计程仪接口、卫导接口,用于同时接受外部的计程仪、卫星导航等参考信息,通过用户端接口将得到的解算结果输出;所述直流电源模块将电源装置转换的+24v直流电源变换为光纤陀螺仪、石英挠性加速度计、加速度计信号转换板、采集解算板、接口存储板工作所需的各种直流电。
8.有益效果
9.与现有技术相比本实用新型具有以下优点。
10.1.本实用新型减轻了重力仪稳定平台配重,节省体积,便于与重力仪附属加速度计实现结构融合;
11.2.本实用新型能够隔离光纤陀螺和发热部分的电源模块,隔离内部热扰动,使光纤陀螺仪具有一致的误差规律,便于统一辨识、补偿、和防护等,改变光纤陀螺仪的温度环境,增强其适应性;
12.3.便于对光纤陀螺仪进行电磁屏蔽和密封的优化设计。
附图说明
13.以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
14.图1为本实用新型的结构示意图;
15.图2为本实用新型中惯性敏感器与加速度计信号转换线路板上的电子线路单元的结构图;
16.图3为本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
17.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述。
18.如图1、2所示,一种重力仪平台的惯性测量组件,包括与底座1固联的本体支架3,所述本体支架3上安装有惯性敏感器7,惯性敏感器7与加速度计信号转换线路板8连接,所述本体支架3还经过渡板4固定安装有重力仪附属加速计5,所述惯性敏感器7包括3个石英挠性加速度计6以及3个通过螺钉固定在本体支架3的3个正交面上的光纤陀螺仪2,3个所述石英挠性加速度计6通过机械连接安装在3个光纤陀螺仪2的环绕中心位置。
19.所述光纤陀螺仪2安装面的水平定位面精度优于2〞;所述石英挠性加速度计6安装面的水平定位面优于2〞。
20.所述加速度计信号转换线路板8以贴壁形式安装于本体支架3的外侧面上。
21.所述加速度计信号转换线路板8上的电子线路单元包括加速度计信号转换板81、采集解算板82、直流电源模块83;所述加速度计信号转换板81将3个石英挠性加速度计6的电流信号转换成数字脉冲信号,同时测量石英挠性加速度计测温器件输出的测温信号,并将这些信号输出到采集解算板82上;所述采集解算板82产生1ms外部触发信号给光纤陀螺仪2和石英挠性加速度计6,并连接接口存储板84,接口存储板84通过422接口与显控计算机连接;所述接口存储板84上还设有用户端接口、时统接口、计程仪接口、卫导接口,用于同时接受外部的计程仪、卫星导航等参考信息,通过用户端接口将得到的解算结果输出;所述直流电源模块83将电源装置转换的+24v直流电源变换为光纤陀螺仪2、石英挠性加速度计6、加速度计信号转换板81、采集解算板82、接口存储板84工作所需的各种直流电。
22.本实用新型根据重力仪双轴稳定平台的姿态控制精度要求,采用光纤陀螺惯导系统和卫星导航系统构成的组合导航系统测量稳定平台的水平姿态。所述惯性敏感器7主要包括3个光纤陀螺仪2、3个石英挠性加速度计6,光纤陀螺仪2具有可靠性、稳定性和快速响应性能优点,石英挠性加速度计6具有结构简单、测量倾角精度高的特点。
23.本实用新型中,3个光纤陀螺仪2通过螺钉固定在本体支架3的三个正交面上,3个石英挠性加速度计6通过机械连接安装在陀螺环绕中心位置,本体支架3安装在底座1上,本体支架3上光纤陀螺仪2安装面的水平定位面精度优于2〞;石英挠性加速度计6安装面的水平定位面优于2〞。所述加速度计信号转换线路板8以贴壁形式安装于本体支架3的外侧面上。线路板基本上采用表面贴装的元器件,总热量不超过6w。重力仪附属加速度计5以过渡板4和惯性测量组件固联,既保持了重力仪附属加速度计5和惯性测量组件各自的独立性,便于拆卸维护,又合理的利用空间,实现结构上的融合。此外考虑到三防要求,所述重力仪平台的惯性测量组件的外部设置外壳,将外壳设计成密闭结构,外壳内壁上覆盖磁屏蔽层,为整个惯性测量组件和重力仪附属加速度计组件提供磁屏蔽。
24.所述加速度计信号转换线路板8上电子线路单元包括加速度计信号转换板81、采集解算板82、直流电源模块83。加速度计信号转换板81将3个石英挠性加速度计6的电流信号转换成数字脉冲信号,同时测量加速度计测温器件输出的测温信号,并将这些信号输出到采集解算板82上。所述采集解算板82产生1ms外部触发信号给光纤陀螺仪2和石英挠性加速度计6,通过422接口采集光纤陀螺脉冲信号、温度信号、加速度计脉冲信号,进行温度补偿、标度变换得到载体角速度和比力,进行kalman滤波计算和捷联算法导航解算;所述采集解算板82同时接受外部的计程仪、卫星导航等参考信息,通过以太网/can总线/rs-422异步串口/光纤接口将得到的解算结果输出。所述直流电源模块83将电源装置转换的+24v直流电源变换为光纤陀螺仪2、石英挠性加速度计6、加速度计信号转换板81、采集解算板82、接口存储板84工作所需的各种直流电。
25.本实用新型在具体实施时,当设备通电启动后,首先进行状态检测计初始化,当检测系统各单元正常后,等待装入初始导航解算位置信息或输入外部位置参考信息,以进行导航解算参数初始化。导航解算参数初始化完成后,进行短时间的粗对准;得到初始化位置和初始化航向后,进行精对准,同步采集陀螺仪和加速计输出,采用kalman滤波算法对系统姿态误差和惯性元件误差等进行精确估计与修正。初始对准完成后,系统进行自主导航状态,通常采用阻尼网络参数自动调节。阻尼/无阻尼自动切换的自动变阻尼方式。若有连接可用的导航位置信息,则可以采用组合导航模式以提高系统精度。

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