CN112229399A - 一种微机械定位导航授时装置 - Google Patents

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林梦娜
陈安升
扈光锋
王康
杨光
邹瑛
侯凤霞
刘垒
袁书博
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Abstract

本发明公开一种微机械定位导航授时装置，采用微系统集成技术将高性能微惯性测量单元、微时钟、无线PNT信息收发单元、辅助导航传感器和信息处理电路等集成为一个小型化装置，本发明采用体积较小的微机电惯性仪表，具有体积小、重量轻、功耗低等优点，在小型无人机、小型制导弹药、一体化测绘设备等领域应用广泛。

Description

一种微机械定位导航授时装置
技术领域
本发明涉及用于飞机、制导弹药、一体化测绘设备等领域的定位导航授时技术，特别涉及一种用于惯性测量和惯性/卫星组合导航的微机械定位导航授时装置。
背景技术
传统的惯性/卫星组合导航依赖卫星信号，在山区、丛林、隧道等卫星信号受到干扰及水下、地下、室内等卫星信号无法到达等条件下，定位导航授时能力受限，通过微时钟授时及接入各种辅助传感器和设备，加以多源信息智能融合算法，可以在卫星信号拒止条件下提供具有高精确性、及时性、覆盖性、连续性的定位导航授时信息。但微时钟及外源传感器的引入会增加系统体积、重量，使系统结构强度下降，安装误差加大。
发明内容
本发明提出一种微机械定位导航授时装置，解决系统结构强度下降、安装精度不高和温升较快等问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的一种微机械定位导航授时装置，由外壳结构、微惯性测量单元、微时钟、无线PNT信息收发单元、信息处理电路和连接器等组成；
外壳结构由顶盖和底座组成，顶盖和底座通过螺钉紧固，底座与微惯性测量单元通过螺钉固定；
连接器包括一个主连接器和两个射频连接器；
微惯性测量单元包含三只陀螺仪、三只加速度计、一个处理器，分别安装在七块柔性连接的电路板上；微惯性测量单元通过导线与信息处理电路相连；信息处理电路对外通过柔性线缆连接主连接器，主连接器固定于结构外壳，对内通过表贴连接器与微时钟电路和无线PNT信息收发单元相连；
无线PNT信息收发单元通过垫柱与结构顶盖固定，信息处理电路通过垫柱与无线PNT信息收发单元固定安装，微时钟电路与信息处理电路之间通过垫柱固定安装。
进一步地，外壳结构底座安装底面包含四个安装凸台，与用户设备安装定位结构贴合。
进一步地，射频连接器与外壳结构上的安装部位均为半圆形。
本发明定位导航授时装置采用微系统集成技术将高性能微惯性测量单元、微时钟、无线PNT信息收发单元、辅助导航传感器(接口)和信息处理电路等集成为一个小型化装置，具有自主、连续、隐蔽特性，是当前能够自主提供完整定位导航授时信息的唯一手段，提升卫星导航系统可用性的重要支撑。由于采用体积较小的微机电惯性仪表，具有体积小、重量轻、功耗低等优点，在小型无人机、小型制导弹药、一体化测绘设备等领域应用广泛。
附图说明
图1顶盖图；
图2底座图；
图3微惯性测量单元结构示意图；
图4信息处理电路通过柔性线缆连接对外连接器示意图；
图5微时钟电路示意图；
图6无线PNT信息收发单元示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明构造一个由高强度外壳结构、微惯性测量单元(包括三只陀螺仪、三只加速度计)、微时钟、无线PNT信息收发单元和信息处理电路、连接器等组成的微机械定位导航授时装置。
外壳结构由顶盖和底座组成，顶盖、底座通过螺钉紧固，所述外壳结构底座安装底面包含四个安装凸台，通过与用户设备安装定位结构贴合，保证结构安装精度。所述外壳结构的底座与微惯性测量单元通过螺钉固定，如图1、2所示。
连接器包括一个主连接器和两个射频连接器，射频连接器与安装结构均为半圆形，相比于圆柱形安装结构，避免了圆柱形容易转动的问题，在减小射频连接器安装尺寸的同时提高了安装可靠性。
微惯性测量单元包含三只陀螺仪、三只加速度计、一个处理器及支撑结构，微惯性测量单元电路板由七块柔性连接的电路板组成，其中一块电路板包含一个处理器，三块电路各包含一只单轴陀螺仪，其余三块电路板各包含一只单轴加速度计，如图3所示，通过六面体支撑结构为上述微惯性测量电路提供七个安装平面，相比于分离电路板分别安装陀螺仪和加速度计再通过连接器或者导线互连体积更小，连接更可靠。
微惯性测量单元通过导线与信息处理电路相连；信息处理电路通过柔性线缆连接对外主连接器，主连接器固定于结构外壳，如图4所示，并通过表贴连接器与微时钟电路和无线PNT信息收发单元进行通讯，如图5、图6所示，既减小电路尺寸和结构尺寸，方便调试测试，又同时兼顾可维修性，整个微机械定位导航授时装置体积更小、重量更轻。
无线PNT信息收发单元通过垫柱与结构顶盖固定，且信息处理电路与微时钟电路、无线PNT信息收发单元之间通过垫柱提供安装支撑，垫柱顶部具有一字槽便于拧紧操作，同时螺柱内部设计螺纹孔，垫柱和表贴连接器相互配合，保证电气连接可靠，上述集成方式大大提高了微机械定位导航授时装置的集成度。
上述具体实施方式仅限于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种微机械定位导航授时装置，其特征在于，由外壳结构、微惯性测量单元、微时钟、无线PNT信息收发单元、信息处理电路和连接器等组成；
外壳结构由顶盖和底座组成，顶盖和底座通过螺钉紧固，底座与微惯性测量单元通过螺钉固定；
连接器包括一个主连接器和两个射频连接器；
微惯性测量单元包含三只陀螺仪、三只加速度计、一个处理器，分别安装在七块柔性连接的电路板上；微惯性测量单元通过导线与信息处理电路相连；信息处理电路对外通过柔性线缆连接主连接器，主连接器固定于结构外壳，对内通过表贴连接器与微时钟电路和无线PNT信息收发单元相连；
无线PNT信息收发单元通过垫柱与结构顶盖固定，信息处理电路通过垫柱与无线PNT信息收发单元固定安装，微时钟电路与信息处理电路之间通过垫柱固定安装。
2.根据权利要求1所述的一种微机械定位导航授时装置，其特征在于，外壳结构底座安装底面包含四个安装凸台，与用户设备安装定位结构贴合。
3.根据权利要求1所述的一种微机械定位导航授时装置，其特征在于，射频连接器与外壳结构上的安装部位均为半圆形。
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