CN102571273A - 一种惯导系统的通信方法 - Google Patents

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律新伟
舒晓武
刘承
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Zhejiang University ZJU
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Zhejiang University ZJU
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Abstract

本发明公开了一种惯导系统的通信方法，发送过程包括如下步骤：光纤陀螺和加速度计捷联安装在惯导系统中，组成惯导系统的惯性测量单元，采集光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，以字节为单位分组为信息码元；加入监督码元构成一个码组；曼彻斯特编码，发送数据；以

Description

一种惯导系统的通信方法
技术领域
本发明涉及一种通信方法，尤其涉及一种惯导系统的通信方法。
背景技术
惯性导航具备自主性、隐蔽性和能获取运载体完备运动信息的独特优点，这使得惯性导航系统广泛应用于航空、航天、航海及重要车辆陆地导航中。惯性导航系统的两个重要组成部分为惯性测量单元和导航计算机，惯性测量单元由陀螺和加速度计构成，实现惯性信息即角速率（或角速度）和比力的直接测量；导航计算机利用惯性测量单元输出的惯性参数进行导航解算，得到运载体的姿态、位置信息，从而实现导航。
导航计算机与惯性测量单元之间通过数据通信以完成角速率等惯性信息的传递，通信误码会导致惯性信息的丢失。在数据通信的过程中，检测到误码后，可以丢弃此帧的数据，利用前后帧的数据进行插值来恢复丢弃帧的数据，如此操作，势必带来一定的信息损失。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种惯导系统的通信方法，该方法能够降低误码率，并且检测到误码后可纠正部分差错，恢复原始惯性数据，从而提高惯导系统通信可靠性，降低通信误码带来的惯性信息丢失。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种惯导系统的通信方法，其发送过程包括如下步骤：
1、光纤陀螺和加速度计捷联安装在惯导系统中，组成惯导系统的惯性测量单元，采集光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，以字节为单位分组为信息码元(i)；
2、加入监督码元(s)构成一个码组，在每个信息码元(i)之后加入一个监督码元(s)组成一个码组，监督码元(s)位数与信息码元(i)相同，信息码元(i)中逻辑1的个数为奇数时，相应的监督码元(s)为信息码元(i)的重复，信息码元(i)中逻辑1的个数为偶数时，相应的监督码元(s)为信息码元(i)的反码；
3、曼彻斯特编码，发送数据；
4、以                                                
Figure 2011104213304100002DEST_PATH_IMAGE001
为周期，重复步骤1~3，从而实现惯导系统的通信发送。
其接收过程包括如下步骤：
1、接收数据，进行曼彻斯特解码，得到接收码组；
2、计算接收码组的检验码元。同一码组中的接收信息码元(i ‘)和接收监督码元(s ‘)按位进行模2相加得到合成码元，接收信息码元(i ‘)中逻辑1的个数为奇数时，合成码元即为检验码元(p)，接收信息码元(i ‘)中逻辑1的个数为偶数时，合成码元的反码为检验码元(p)；
3、根据检验码元恢复信息码元。检验码元(p)中有7个1，1个0则接收信息码元(i ‘)中有一个错码位(e)，其位置对应检验码元中0的位置，错码位(e)取反可得到信息码元(i)；检验码元(p)全为0，或有7个0，1个1时，接收信息码元(i ‘)即为信息码元(i)；检验码元(p)为其它值时，信息码元不可恢复；
4、恢复光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，从而实现惯导系统的通信接收。
本发明的有益效果在于：本发明提供的惯导系统的通信方法，能够降低误码率，检测到误码后可纠正部分差错，恢复原始惯性数据，从而避免通信误码带来的惯性信息丢失。
附图说明
图1为本发明的发送过程流程图；
图2为本发明的接收过程流程图。
具体实施方式
纠错码是一种能自动进行检错和纠正部分或全部差错的代码，利用纠错码进行数据通信，在检测到误码后基本上可纠正差错降低通信误码带来的惯性信息丢失。
曼彻斯特码的数据流中不存在0的长序列，有利于数据的同步恢复，从而降低误码率。曼彻斯特码的逻辑0在前半个比特时间发送0，后半个发送1，逻辑1在前半个比特时间发送1，后半个发送0，过零跳变发生在每一位时的中点。
本发明惯导系统的通信方法包括发送过程和接收过程。
参照图1，本发明惯导系统的通信方法的发送过程包括以下步骤：
1、光纤陀螺和加速度计捷联安装在惯导系统中，组成惯导系统的惯性测量单元，采集光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，以字节为单位分组为信息码元。
按光纤陀螺x轴、y轴、z轴、加速度计x轴、y轴、z轴的次序，采集光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据。以字节为单位将单个周期内采集的数据分组，分组后的每个字节作为一个信息码元；
2、加入监督码元构成一个码组。
在每个信息码元之后加入一个监督码元组成一个码组，监督码元位数与信息码元相同，信息码元中逻辑1的个数为奇数时，相应的监督码元为信息码元的重复，信息码元中逻辑1的个数为偶数时，相应的监督码元为信息码元的反码。
3、曼彻斯特编码，发送数据。
将所有码组的位进行曼彻斯特编码，逻辑0的曼彻斯特码为01，逻辑1的曼彻斯特码为01，然后发送数据。
例如某信息码元为11001100，则逻辑1的个数为偶数，相应的监督码元为信息码元的反码，即00110011，其码组为1100110000110011，其曼彻斯特码为1010-0101-1010-0101-0101-1010-0101-1010。
4、以=1毫秒为周期，重复步骤1~3，从而实现惯导系统的通信发送。
参照图2，本发明惯导系统的通信方法的接收过程包括以下步骤：
1、接收数据，进行曼彻斯特解码，得到接收码组。
导航计算机接收端，实时检测数据通信，接收数据并进行曼彻斯特解码，按照接收次序以双字节为单位分组，得到接收码组。曼彻斯特码的数据流中不存在0的长序列，有利于数据的同步恢复，从而降低误码率。
2、计算接收码组的检验码元。
同一接收码组中的接收信息码元和接收监督码元按位进行模2相加得到合成码元。当接收信息码元中逻辑1的个数为奇数时，合成码元即为检验码元，当接收信息码元中逻辑1的个数为偶数时，合成码元的反码为检验码元。
3、根据检验码元恢复信息码元。
检验码元中有7个逻辑1，1个逻辑0则表明接收信息码元中有一个错码，错码位置对应检验码元中0的位置，接收信息码元中的错码取反可得到正确的信息码元；检验码元全为0，或有7个0，1个1时，接收信息码元即为正确的信息码元；检验码元为其它值时，信息码元不可完全恢复。在单个码组中有一个错码时，可以纠正错码，恢复得到正确的信息码元，即，在一帧数据中，可以纠正的错码个数的最大值为码组的个数。单个陀螺的角速率数据为4个码组，单个加速度计的比力数据为2个码组，因而，在一帧数据中，可纠正错码个数的最大值为(4+2)*3=36。
例如，接收信息码元为11001100，接收监督码元为00110011，接收信息码元中逻辑1的个数为偶数，合成码元为11111111，检验码元为合成码元的反码，即00000000，从而，信息码元与接收信息码元相同为11001100。若接收信息码元中有误码变为11101100，接收监督码元仍为00110011，接收信息码元中逻辑1的个数为奇数，合成码元为11011111，检验码元为合成码元，即11011111，即接收信息码元的左边第三位为错码，从而只需要将接收信息码元的左边第三位取反就可得到信息码元为11001100。
4、恢复光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，从而实现惯导系统的通信发送。
在信息码元可恢复的情况下，将信息码元组合在一起得到陀螺和加速度计输出的惯性信息数据；在信息码元不可完全恢复的情况下，利用前后帧的惯性信息数据进行线性插值恢复，为后续导航计算做好准备。在一帧数据中，可纠正错码个数的最大值为36，从而，信息码元不可恢复的概率很小，即使信息码元不可恢复，利用前后帧的惯性信息数据进行线性插值恢复，保证惯性信息的有效恢复。
可见，本发明提供的一种惯导系统的通信方法，能够降低误码率，检测到误码后可进行线性插值或错码纠正，有效恢复惯性信息数据，从而降低甚至避免通信误码带来的惯性信息丢失。

Claims (1)

1.一种惯导系统的通信方法，其特征在于，该方法包括发送过程和接受过程两部分，其中，所述发送过程包括如下步骤：
（1）光纤陀螺和加速度计捷联安装在惯导系统中，组成惯导系统的惯性测量单元，采集光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，以字节为单位分组为信息码元(i)；
（2）加入监督码元(s)构成一个码组，在每个信息码元(i)之后加入一个监督码元(s)组成一个码组，监督码元(s)位数与信息码元(i)相同，信息码元(i)中逻辑1的个数为奇数时，相应的监督码元(s)为信息码元(i)的重复，信息码元(i)中逻辑1的个数为偶数时，相应的监督码元(s)为信息码元(i)的反码；
（3）曼彻斯特编码，发送数据；
（4）以                                                
Figure 2011104213304100001DEST_PATH_IMAGE001
为周期，重复步骤1~3，从而实现惯导系统的通信发送；
所述接收过程包括如下步骤：
（1）接收数据，进行曼彻斯特解码，得到接收码组；
（2）计算接收码组的检验码元；同一码组中的接收信息码元(i ‘)和接收监督码元(s ‘)按位进行模2相加得到合成码元，接收信息码元(i ‘)中逻辑1的个数为奇数时，合成码元即为检验码元(p)，接收信息码元(i ‘)中逻辑1的个数为偶数时，合成码元的反码为检验码元(p)；
（3）根据检验码元恢复信息码元；检验码元(p)中有7个1，1个0则接收信息码元(i ‘)中有一个错码位(e)，其位置对应检验码元中0的位置，错码位(e)取反可得到信息码元(i)；检验码元(p)全为0，或有7个0，1个1时，接收信息码元(i ‘)即为信息码元(i)；检验码元(p)为其它值时，信息码元不可恢复；
（4）恢复光纤陀螺输出的角速率数据和加速度计输出的比力数据，从而实现惯导系统的通信接收。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105471573A (zh) * 2014-09-26 2016-04-06 约翰内斯·海德汉博士有限公司 通过双向数据传输信道进行串行数据传输的方法和设备
CN111121763A (zh) * 2019-12-09 2020-05-08 重庆鲲量科技有限公司 一种在光纤惯性导航中基于fpga的数据解析方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1092229A (zh) * 1989-05-27 1994-09-14 天津光电通信公司 交错延迟十单位自动纠错通信终端系统
CN1811127A (zh) * 2006-02-09 2006-08-02 北京航空航天大学 一种适用于光纤陀螺油井连续测斜仪的控制系统
CN101246005A (zh) * 2008-03-03 2008-08-20 北京航空航天大学 一种微惯导测量实体外形的装置
CN201266089Y (zh) * 2008-09-05 2009-07-01 北京七维航测科技发展有限公司 Ins/gps组合导航系统
CN101769742A (zh) * 2010-01-19 2010-07-07 东南大学 海洋惯性重力组合导航装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1092229A (zh) * 1989-05-27 1994-09-14 天津光电通信公司 交错延迟十单位自动纠错通信终端系统
CN1811127A (zh) * 2006-02-09 2006-08-02 北京航空航天大学 一种适用于光纤陀螺油井连续测斜仪的控制系统
CN101246005A (zh) * 2008-03-03 2008-08-20 北京航空航天大学 一种微惯导测量实体外形的装置
CN201266089Y (zh) * 2008-09-05 2009-07-01 北京七维航测科技发展有限公司 Ins/gps组合导航系统
CN101769742A (zh) * 2010-01-19 2010-07-07 东南大学 海洋惯性重力组合导航装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105471573A (zh) * 2014-09-26 2016-04-06 约翰内斯·海德汉博士有限公司 通过双向数据传输信道进行串行数据传输的方法和设备
CN105471573B (zh) * 2014-09-26 2021-06-04 约翰内斯·海德汉博士有限公司 通过双向数据传输信道进行串行数据传输的方法和设备
CN111121763A (zh) * 2019-12-09 2020-05-08 重庆鲲量科技有限公司 一种在光纤惯性导航中基于fpga的数据解析方法

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