專利名稱:Gps、imu、磁力計(jì)和氣壓計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種GPS、MU、磁力計(jì)和氣壓計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù):
GPS是指基于全球衛(wèi)星導(dǎo)航信號的實(shí)時(shí)動態(tài)高精度定位技術(shù),通過單個(gè)或者參考站網(wǎng)絡(luò)的差分信號提供,基于特定的差分解算計(jì)算模型,用戶端實(shí)時(shí)地獲得真三維地球空間坐標(biāo)。主要適用于室外定位場合。MEMS:Micro Electro Mechanical systems的縮寫,即微電子機(jī)械系統(tǒng)。指對微米/納米材料進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制造、測量和控制的技術(shù)。它可將機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動部件、電控系統(tǒng)組合為一個(gè)整體單元的微型系統(tǒng)。這種微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅能夠采集、處理與發(fā)送信息或指令,還能夠按照所獲取的信息自主地或根據(jù)外部的指令采取行動。系統(tǒng)組合:是在系統(tǒng)工程科學(xué)方法的指導(dǎo)下,根據(jù)用戶需求,優(yōu)選各種技術(shù)和產(chǎn)品,將各個(gè)分離的子系統(tǒng)連接成為一個(gè)完整可靠經(jīng)濟(jì)和有效的整體,并使之能彼此協(xié)調(diào)工作,發(fā)揮整體效益,達(dá)到整體性能最優(yōu)。無縫定位:Seamless positioning,是指在任何環(huán)境或場合、任何時(shí)間,基于多種空間信息傳感器,通過特定終端設(shè)備獲取真三維空間坐標(biāo)位置、速度、姿態(tài)等參數(shù)的技術(shù),主要滿足于室內(nèi)/外任意切換過渡的定位情景。GPS地面增強(qiáng)系統(tǒng):是指通過建設(shè)分布在全球/區(qū)域的若干個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航地面參考站,進(jìn)行合理組網(wǎng),對全球衛(wèi)星導(dǎo)航信號進(jìn)行實(shí)時(shí)接收、處理,并形成有效的服務(wù)如精密星歷、鐘差、電離層改正、差分電文等,再而通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等高效傳輸技術(shù),發(fā)播至廣大用戶。
IMU:1nertial Measurement Unit,是指測量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)以及加速度的裝置,一般一個(gè)頂U(kuò)包含了三個(gè)單軸的加速度計(jì)和三個(gè)單軸的陀螺,測量物體在三維空間中的角速度和加速度,并以此解算出物體的姿態(tài)。在導(dǎo)航中用著很重要的應(yīng)用價(jià)值。高精度無縫定位技術(shù)主要解決的問題就是在各種環(huán)境以及場合中,都能夠提供高精度的定位結(jié)果以供后續(xù)的導(dǎo)航運(yùn)用需求。結(jié)合目前的實(shí)際技術(shù)環(huán)境進(jìn)行分析,本技術(shù)的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)就在于充分利用廣泛存在的如GPS、W1-F1、ZIGBEE等成熟且能夠提供高精度定位結(jié)果的無線電定位技術(shù)作為基礎(chǔ),結(jié)合技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較高的慣性導(dǎo)航技術(shù)在無線電定位信號盲區(qū)對裝置載體的運(yùn)動姿態(tài)、運(yùn)動速度等進(jìn)行采集并解算得到盲區(qū)中的定位結(jié)果,再對兩種系統(tǒng)的定位結(jié)果進(jìn)行融合處理,從而實(shí)現(xiàn)在任何環(huán)境、場合的應(yīng)用情景中,實(shí)時(shí)地獲取用戶所關(guān)心的高精度位置、速度、姿態(tài)等參數(shù)。其背景技術(shù)主要分為以下兩類:
1、基礎(chǔ)定位技術(shù):基礎(chǔ)定位是指在多數(shù)場合下能提供當(dāng)前技術(shù)水平下最高精度定位結(jié)果的的定位系統(tǒng),在目前主要就是指實(shí)時(shí)差分全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS RTD)。在天空無明顯遮擋、衛(wèi)星信號良好的定位場合,通過已經(jīng)固化的GPS手持機(jī)模塊,充分依托全球覆蓋的導(dǎo)航衛(wèi)星信號,聯(lián)合GPS地面增強(qiáng)系統(tǒng)如連續(xù)運(yùn)行參考站提供的高精度衛(wèi)星差分改正信號,基于精密測量的載波相位測量值,利用差分技術(shù),實(shí)現(xiàn)高達(dá)厘米量級的定位結(jié)果的輸出。但是這種技術(shù)對于衛(wèi)星信號要求較高,雖在野外或開闊地域能夠提供高精度的定位結(jié)果,可一旦進(jìn)入信號受遮擋、干擾,甚至無信號的區(qū)域,其精度將會受到極大影響,直至無法定位。2、輔助定位技術(shù):輔助定位技術(shù)在這里具體指在基礎(chǔ)定位技術(shù)失效情況下所采用的延續(xù)定位結(jié)果的技術(shù),目前普遍采用的就是捷聯(lián)慣性導(dǎo)航技術(shù),通過融合陀螺儀以、加速度計(jì)以及磁阻計(jì)的數(shù)據(jù),分別計(jì)算載體的運(yùn)動姿態(tài)、運(yùn)動速度,然后再計(jì)算得到位移矢量數(shù)據(jù),從而得到定位結(jié)果。作為一種完全自主的、不依賴外界的導(dǎo)航技術(shù),對于全環(huán)境適應(yīng)型的應(yīng)用,這一技術(shù)無疑是再合適不過的,它完全可以在基礎(chǔ)定位技術(shù)失效的環(huán)境中繼續(xù)運(yùn)作,并持續(xù)提供定位結(jié)果。但從捷聯(lián)慣導(dǎo)誕生以來,由于此種技術(shù)在后期計(jì)算中需要進(jìn)行2次積分,極小的誤差都會被不斷累積導(dǎo)致最后結(jié)果的千差萬別,所以一直無法被廣泛運(yùn)用。目前,室外定位的場合及應(yīng)用越發(fā)普遍且手段不多,主要都是以衛(wèi)星定位為主的無線電定位系統(tǒng),從簡單的個(gè)人/大眾電子消費(fèi)品,如GPS/DR/C0MPASS組合的移動電話、PDA等手持終端,到復(fù)雜 的專業(yè)定位設(shè)備,如RTD接收機(jī)終端、多功能專業(yè)GPS手持機(jī)等。目前完成一套組合導(dǎo)航系統(tǒng)主要面臨有以下技術(shù)難點(diǎn):
1、傳感器合理布局
組合導(dǎo)航系統(tǒng)中包含各種基于不同原理、不同技術(shù)的傳感器,比如基于MEMS原理的加速度計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì),基于霍爾效應(yīng)的磁力計(jì),基于衛(wèi)星系統(tǒng)的GPS模塊,基于無線電通信系統(tǒng)的ZigBee模塊,它們之間會產(chǎn)生十分顯著的互相干擾,例如ZigBee模塊的通信在布局設(shè)計(jì)考慮不全時(shí)會嚴(yán)重干擾磁力計(jì),因此各個(gè)傳感器的合理布局安排是組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的一項(xiàng)比較關(guān)鍵、比較重要的技術(shù)難點(diǎn)問題。2、模塊小型化
作為一套著眼于廣泛應(yīng)用的組合導(dǎo)航系統(tǒng),裝置的小型化勢在必行,但其自身所集成的傳感器的數(shù)量已經(jīng)多于原來單一系統(tǒng)的導(dǎo)航裝置,再加上這些傳感器所需要的大量的外圍電路,使得模塊的小型化成為了另一個(gè)需要解決的技術(shù)難點(diǎn)。3、數(shù)據(jù)處理優(yōu)化
由于組合導(dǎo)航系統(tǒng)所集成的傳感器數(shù)量眾多,導(dǎo)致數(shù)據(jù)量較傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)急劇增加,且眾多不同裝置輸出的數(shù)據(jù)又需要較高的同步性,故裝置的主控制器在裝置盡可能小型化的同時(shí)又盡量高效率的執(zhí)行數(shù)據(jù)采集。因此,數(shù)據(jù)處理的任務(wù)也是本發(fā)明的一項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)。4、低功耗
由于本發(fā)明的裝置在實(shí)際運(yùn)用中主要由電池進(jìn)行供電,為了盡可能延長使用時(shí)間、增強(qiáng)裝置的實(shí)用性,在設(shè)計(jì)過程中必須考慮低功耗設(shè)計(jì),如何在不減弱主要性能的情況下降低功耗也是本發(fā)明的一項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)。綜上所述,本發(fā)明可解決組合導(dǎo)航系統(tǒng)的傳感器合理布局、模塊小型化、數(shù)據(jù)處理優(yōu)化以及低功耗等四個(gè)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種GPSUMU、磁力計(jì)和氣壓計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)裝置,它具有環(huán)境適應(yīng)強(qiáng)、定位精度高和低能耗的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的,它包括主控制單元、主線控制器、USART總線、I2C總線、SPI總線、加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、GPS模塊、ZigBee模塊、低噪聲電源、電源轉(zhuǎn)換模塊、高效率電源、RS-232芯片和USART收發(fā)模塊,其特征在于電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的低噪聲電源分別連接主控制單元、加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、GPS模塊和ZigBee模塊,電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的高效率電源分別與RS-232芯片和USART收發(fā)模塊相連,主控制單元通過主線控制器分別連接USART總線、I2C總線、SPI總線和USART收發(fā)模塊,USART總線分別連接加速度計(jì)和磁力計(jì),I2C總線分別連接陀螺儀和氣壓計(jì),SPI總線分別連接GPS模塊和ZigBee模塊,USART收發(fā)模塊與RS-232芯片相連;所述的低噪聲電源的噪聲水平在IOHz到IOOkHz頻帶內(nèi),電源的輸出噪聲小于200uVrms。本發(fā)明的主要目的旨在組合目前的GPS定位系統(tǒng),采用多種傳感器、采集運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行定位的慣導(dǎo)系統(tǒng)/磁力計(jì)/氣壓計(jì),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無縫高精度高可靠定位導(dǎo)航。具體內(nèi)容如下:
一般來說,進(jìn)行GPS定位的必要條件是衛(wèi)星數(shù)目不少于4顆,以完成導(dǎo)航定位計(jì)算,當(dāng)衛(wèi)星數(shù)少于4顆時(shí)候,GPS定位將無法得到定位結(jié)果;而即便衛(wèi)星數(shù)大于4顆時(shí),如果受到環(huán)境制約,GPS定位設(shè)備的接收天線受到遮擋、屏蔽等影響,使得衛(wèi)星信號信噪比較低,一般認(rèn)為在20dB-Hz以下的時(shí)候,也無法得到實(shí)用的定位結(jié)果。為了解決這個(gè)問題,本發(fā)明的做法就是使用一套以基于MEMS技術(shù)的傳感器件組成的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作為輔助手段,提供進(jìn)行定位所必須的運(yùn)動姿態(tài)、運(yùn)動速度等參數(shù),來解算得到無衛(wèi)星信號的盲區(qū)中的繼續(xù)定位。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的加速度計(jì)與陀螺儀分別采集三個(gè)坐標(biāo)軸的線加速度、角速度,磁力計(jì)采集三軸地磁信息,氣壓計(jì)采集大氣壓力值,這些數(shù)據(jù)由主控制器分別從各個(gè)傳感器中獲取后,根據(jù)從GPS模塊取得的精確授時(shí)信息進(jìn)行時(shí)間同步處理,打上時(shí)間標(biāo)簽,而后一并打包,由主控制器向外傳輸。在這一組合裝置中,最大的改進(jìn)是在傳統(tǒng)GPS定位裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)一步捆綁、集成更多、更豐富的傳感器,使得原本輸出的單一的GPS定位信息變?yōu)槎嘣唇M合的各種可用于定位的數(shù)據(jù)的集合,令本裝置在GPS系統(tǒng)不可靠或無法運(yùn)行時(shí)能夠依賴線加速度來計(jì)算運(yùn)動幅度、角速度來計(jì)算運(yùn)動姿態(tài)、地磁數(shù)據(jù)計(jì)算航向角、大氣壓數(shù)據(jù)計(jì)算海拔高度,從而繼續(xù)提供可靠的定位信息。在上述一系列組合的背后是硬件電路上的復(fù)雜集成,包括選擇性能合適的主控制器、設(shè)計(jì)能夠使傳感器運(yùn)行在最低噪聲下的電源模塊、合理設(shè)計(jì)各個(gè)傳感器的外圍電路并布局、編寫能高效采集處理多傳感器數(shù)據(jù)的主控制器固件程序等。本發(fā)明的技術(shù)效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊,整體體積小型化、功耗低、數(shù)據(jù)處理速度快,采用多種傳感器聯(lián)合定位,不僅解決了單一定位模式的地理應(yīng)用的局限性,還提高了定位精度和準(zhǔn)確度。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框示意圖。圖2為本發(fā)明的固件流 程方框示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示,本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的,它包括主控制單元、主線控制器、USART總線、I2C總線、SPI總線、加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、GPS模塊、ZigBee模塊、低噪聲電源、電源轉(zhuǎn)換模塊、高效率電源、RS-232芯片和USART收發(fā)模塊,其特征在于電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的低噪聲電源分別連接主控制單元、加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、GPS模塊和ZigBee模塊,電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的高效率電源分別與RS-232芯片和USART收發(fā)模塊相連,主控制單元通過主線控制器分別連接USART總線、I2C總線、SPI總線和USART收發(fā)模塊,USART總線分別連接加速度計(jì)和磁力計(jì),I2C總線分別連接陀螺儀和氣壓計(jì),SPI總線分別連接GPS模塊和ZigBee模塊,USART收發(fā)模塊與RS-232芯片相連。其中裝置的主控制單元為32位微處理器,負(fù)責(zé)各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、緩沖。電源轉(zhuǎn)換模塊:把外部輸入的主電源轉(zhuǎn)換成不同電壓,分別為裝置的各個(gè)部分供電。USART收發(fā)模塊與RS-232芯片:把主控制單元輸出的USART接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電腦可以直接采集的RS-232接口數(shù)據(jù)。加速度計(jì):測量裝置在三個(gè)坐標(biāo)軸上線加速度的傳感器。陀螺儀:測量裝置在三個(gè)坐標(biāo)軸上角加速度的傳感器。磁力計(jì):測量裝置在三個(gè)坐標(biāo)軸上地磁強(qiáng)度的傳感器。氣壓計(jì):測量裝置所處海拔位置大氣壓的傳感器。GPS模塊:利用GPS定位衛(wèi)星,在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位的數(shù)據(jù)輸出模塊。ZigBee模塊:利用ZigBee無線通信系統(tǒng),在小范圍內(nèi)進(jìn)行定位的數(shù)據(jù)輸出模塊。如圖2所示,任務(wù)處理、指派主進(jìn)程:主控制器的基礎(chǔ)運(yùn)行進(jìn)程,提供對于不同任務(wù)的調(diào)度、指派、創(chuàng)建等功能。FIFO進(jìn)程:先入先出緩存管理進(jìn)程,負(fù)責(zé)對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存管理。數(shù)據(jù)采集進(jìn)程:負(fù)責(zé)安排主控制器分別對不同傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)上傳程序:具體實(shí)現(xiàn)把采集來的數(shù)據(jù)處理并打包上傳。數(shù)據(jù)采集程序:具體實(shí)現(xiàn)對各個(gè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。任務(wù)指派:主進(jìn)程對不同程序進(jìn)程指派具體操作。DMA總線:主控制器的高速內(nèi)存直接訪問總線,負(fù)責(zé)在各個(gè)進(jìn)程間傳送數(shù)據(jù)。中斷響應(yīng):在子程序發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)能以最高優(yōu)先級及時(shí)告知主控制器。本裝置在使用多層電路板并大幅度提高元件布局密度的同時(shí),使用把主控制器部分和傳感器部分分別設(shè)計(jì)兩塊電路板的方法,擴(kuò)展垂直空間的利用率來盡可能縮小模塊的實(shí)際體積。在傳感器布局設(shè)計(jì)上,本發(fā)明分別進(jìn)行了以下特殊設(shè)計(jì):
1、對其他傳感器具有最大干擾的、需要進(jìn)行無線數(shù)據(jù)發(fā)送的ZigBee模塊被安排在最角落且電路板背面的位置,盡可能的遠(yuǎn)離了各個(gè)傳感器。2、對射頻噪聲十分敏感的GPS模塊射頻接收部分被安排在了遠(yuǎn)離ZigBee模塊的另一個(gè)角落,同時(shí)也盡可能離開其他所有發(fā)出電磁噪聲的單元。3、對含鐵鎳鈷金屬成分十分敏感的磁力計(jì)被特別安排在電路板背面,以使其盡量不受其它器件的阻擋,能正確獲取地磁數(shù)據(jù)。在低功耗設(shè)計(jì)方面,本發(fā)明采用了 1+1電源的形式。針對傳感器應(yīng)用的電源,傳統(tǒng)一般都是直接使用I級LDO進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換來為傳感器供電,以達(dá)到盡可能低的噪聲幅度,但是其在電壓轉(zhuǎn)換過程中浪費(fèi)的功率十分巨大,使得系統(tǒng)總體功耗較大。 而本發(fā)明的1+1電源形式是指由DC-DC開關(guān)電源作為主電源轉(zhuǎn)換部分,把供電電壓先大致降至合適的水平;之后使用低噪聲、高共模抑制比的LDO從初級取電后分別為不同傳感器供電,以達(dá)到為傳感器提供純凈電流的目的。此部分的低噪聲電源的噪聲水平實(shí)際達(dá)到了在IOHz到IOOkHz頻帶內(nèi),電源的輸出噪聲小于200uVrms。DC-DC開關(guān)電源因其自身轉(zhuǎn)換效率較高,普遍達(dá)85%以上,所以很好的降低了系統(tǒng)總功耗;而其自身原理所導(dǎo)致的高頻開關(guān)噪聲又被下一級低噪聲、高共模抑制比的LDO濾除,使得整個(gè)電源模塊既取得了較高的效率,又提供足夠純凈的電流。系統(tǒng)的主供電電壓為5V,傳感器的輸入電壓要求為3.3V,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)負(fù)載功率在1.3W至1.7W間。在本發(fā)明中,主供電先經(jīng)由DC-DC開關(guān)電源轉(zhuǎn)換至3.6V,此級電源轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換效率為大于93% ;再由經(jīng)由低噪聲LDO轉(zhuǎn)換至3.3V,此級電源轉(zhuǎn)換的效率為91.67%。電源的總轉(zhuǎn)換效率為85.25%,系統(tǒng)總功耗被有效控制在小于2W的水平。本發(fā)明這種1+1的結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)總功耗僅為2W的情況下也能夠提供足以達(dá)到傳感器要求的噪聲幅度的電流。在數(shù)據(jù)優(yōu)化處理方面,本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于盡可能高效地運(yùn)用主控制器的全部資源。 首先,針對不同傳感器模塊,該發(fā)明分別采用了 3中不同速率的總線來進(jìn)行連接、通信。針對采樣率最高、數(shù)據(jù)量最大的加速度計(jì)和陀螺儀,本發(fā)明采用了速率最高的SPI總線,采樣率及數(shù)據(jù)量中等的磁力計(jì)和氣壓計(jì)采用了速率適中的I2C總線,而采樣率最低、突發(fā)數(shù)據(jù)量大,需要有較好數(shù)據(jù)緩存能力的GPS及ZigBee模塊則采用了自帶硬件緩存區(qū)的USART總線。本發(fā)明這種針對外部傳感器的不同特點(diǎn)采用不同總線的方式極大程度的提高了對主控制器的資源的利用率,使得主控制器能夠同時(shí)操作多個(gè)不同傳感器,極大地減少了處理器的空閑等待時(shí)間。其次,數(shù)據(jù)傳輸盡可能采用DMA總線,DMA總線能夠直接在主控制器的不同外部總線與內(nèi)存直接傳輸數(shù)據(jù),無須主控制器介入,極大程度地解放了主控制器,使其能把更多的處理能力用于任務(wù)的調(diào)度、指派以及數(shù)據(jù)的處理當(dāng)中,相當(dāng)于完成了一種變相“多核”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。最后,高效、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠布?軟件FIFO緩存設(shè)計(jì),使得系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)在第一時(shí)間先放入緩存區(qū),隨后再按進(jìn)入次序逐個(gè)輸出,在通過盡可能進(jìn)行大帶寬傳輸數(shù)據(jù)來提高傳輸速度的同時(shí),又極好地保證了數(shù)據(jù)的完整性。
權(quán)利要求
1.一種GPS、MU、磁力計(jì)和氣壓計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)裝置,它包括主控制單元、主線控制器、USART總線、I2C總線、SPI總線、加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、GPS模塊、ZigBee模塊、低噪聲電源、電源轉(zhuǎn)換模塊、高效率電源、RS-232芯片和USART收發(fā)模塊,其特征在于電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的低噪聲電源分別連接主控制單元、加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、GPS模塊和ZigBee模塊,電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的高效率電源分別與RS-232芯片和USART收發(fā)模塊相連,主控制單元通過主線控制器分別連接USART總線、I2C總線、SPI總線和USART收發(fā)模塊,USART總線分別連接加速度計(jì)和磁力計(jì),I2C總線分別連接陀螺儀和氣壓計(jì),SPI總線分別連接GPS模塊和ZigBee模塊,USART收發(fā)模塊與RS-232芯片相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種GPS、IMU、磁力計(jì)和氣壓計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)裝置,其特征在于所述的低噪聲電源的 噪聲水平在IOHz到IOOkHz頻帶內(nèi),電源的輸出噪聲小于200uVrms。
全文摘要
一種GPS、IMU、磁力計(jì)和氣壓計(jì)組合導(dǎo)航系統(tǒng)裝置,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的低噪聲電源分別連接主控制單元、加速度計(jì)、磁力計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、GPS模塊和ZigBee模塊,電源轉(zhuǎn)換模塊輸出的高效率電源分別與RS-232芯片和USART收發(fā)模塊相連,主控制單元通過主線控制器分別連接USART總線、I2C總線、SPI總線和USART收發(fā)模塊,USART總線分別連接加速度計(jì)和磁力計(jì),I2C總線分別連接陀螺儀和氣壓計(jì),SPI總線分別連接GPS模塊和ZigBee模塊,USART收發(fā)模塊與RS-232芯片相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊,整體體積小型化、功耗低、數(shù)據(jù)處理速度快,采用多種傳感器聯(lián)合定位,不僅解決了單一定位模式的地理應(yīng)用的局限性,還提高了定位精度和準(zhǔn)確度。
文檔編號G01S19/49GK103217700SQ20131012175
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者郭杭, 余敏, 李文斌 申請人:南昌大學(xué)