CN203965628U - 基于gps、ins和电子罗盘的导航系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于GPS、INS和电子罗盘的导航系统，包括：GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘、通道选择单元、多路模拟开关；所述多拟模块开关的第一、第二、第三路模拟开关分别用于接入所述GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘的模拟信号；所述通道选择单元的两输入端分别与GPS芯片的模拟信号输出端和基准电压相连，所述通道选择单元的第一、第二、第三输出端分别与所述第一、第二、第三路模拟开关的各控制端相连，所述通道选择单元适于当GPS芯片的模拟信号低于基准电压时，控制第一路模拟开关断开，第二、第三路模拟开关导通；本新型能有效的减轻后续处理器的计算负担，提高计算效率。

Description

基于GPS、INS和电子罗盘的导航系统

技术领域

本实用新型涉及一种导航系统，尤其涉及一种基于GPS、INS和电子罗盘的导航系统。 

背景技术

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，其具有高精度、全天候和全球性进行导航定位、定时的特点，因此，应用极为广泛，但是GPS系统在遇到遮挡时，会导致定位失效，因此需要依靠辅助装置在必要时进行导航辅助。惯性导航系统（inertial navigation System），简称INS，是依据牛顿惯性原理，利用惯性元件（加速度计）来测量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度和位置，从而达到对运载体导航定位的目的。组成惯性导航系统的设备都安装在运载体内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。电子罗盘，也叫数字指南针，一般有用磁阻传感器和磁通门加工而成的电子罗盘。从上述的分析，GPS、INS、电子罗盘各有自己的长处，也存在一定的短处，如果将他们结合起来，取长补短，无疑可以提高系统导航精度和可靠性。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于GPS、INS和电子罗盘的导航系统，该导航系统解决了对GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘的输出信号进行通道切换的技术问题。 

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于GPS、INS和电子罗盘的导航系统，包括：GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘、通道选择单元、多路模拟开关；所述多路模拟开关的第一、第二、第三路模拟开关分别用于接入所述GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘的模拟信号；所述通道选择单元的两输入端分别与GPS芯片的模拟信号输出端和基准电压相连，所述通道选择单元的第一、第二、第三输出端分别与所述第一、第二、第三路模拟开关的各控制端相连，所述通道选择单元适于当GPS芯片的模拟信号低于基准电压时，控制第一路模拟开关断开，第二、第三路模拟开关导通。 

进一步，所述通道选择单元包括：比较器，该比较器的同相端与GPS芯片输出端相连，其反相端接入所述基准电压，该比较器的输出端分别与NPN三极管、PNP三极管的基极相连，所述NPN三极管的集电极、PNP三极管的发射极分别与一高电平相连，所述NPN三极管的发射极与第一路模拟开关的控制端相连，所述PNP三极管的集电极分别与第二、第三路模拟开关的控制端相连，且NPN三极管的发射极、PNP三极管的集电极还分别通过第一、第二电阻接地。 

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本实用新型通过通道选择单元实现了对GPS信号与陀螺仪和电子罗盘信号之间的切换，能够实现当GPS芯片无法工作时，关闭GPS信号处理通道，并使陀螺仪和电子罗盘的信号处理通道导通，使陀螺仪和电子罗盘实现系统导航，当GPS芯片信号恢复时，恢复GPS信号处理通道，关闭陀螺仪和电子罗盘的信号处理通道，本新型能有效的减轻后续处理器的计算负担，提高计算效率。 

附图说明

图1是本实用新型的导航系统的电路原理图；其中，比较器U1A、NPN三极管T1、PNP三极管T2、第一电阻R1、第二电阻R2。 

具体实施方式

如图1所示，一种基于GPS、INS和电子罗盘的导航系统，包括：GPS芯片（GPS芯片即包含了RF射频芯片，基带芯片及微处理器的芯片组。本实施例的GPS芯片采用Telechips公司的型号为TCC7901或TCC8901的芯片）、陀螺仪、电子罗盘、通道选择单元、多路模拟开关；所述多路模拟开关的第一、第二、第三路模拟开关分别用于接入所述GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘的模拟信号。 

所述通道选择单元的两输入端分别与GPS芯片的模拟信号输出端和基准电压相连，所述通道选择单元的第一、第二、第三输出端分别与所述第一、第二、第三路模拟开关的各控制端相连，所述通道选择单元适于当GPS芯片的模拟信号低于基准电压时，控制第一路模拟开关断开，第二、第三路模拟开关导通。 

所述通道选择单元包括：比较器，该比较器的同相端与GPS芯片输出端相连，其反相端接入所述基准电压，该比较器的输出端分别与NPN三极管、PNP三极管的基极相连，所述NPN三极管的集电极、PNP三极管的发射极分别与一高电平相连，所述NPN三极管的发射极与第一路模拟开关的控制端相连，所述PNP三极管的集电极分别与第二、第三路模拟开关的控制端相连，且NPN三极管的发射极、PNP三极管的集电极还分别通过第一、第二电阻接地。 

其中，所述比较器可以采用集成运算放大器来构成，多路模拟开关是自动数据采集、程控增益放大等领域的常用器件；多路模拟开关是从多个模拟输入信号中切换选择所需输入通道模拟输入信号电路。目前市场上的多路开关以CMOS电路为主，且得到广泛应用。其优点是工作速度快，导通电阻低（5-25欧），截止电阻高。多路模拟开关可以采用RCA公司的CD4066芯片、或AD公司的AD7501或AD7506芯片、或MOTA公司的MC14051芯片来实现。AD7506是单片CMOS工艺，16通道模拟开关。 

所述第一、第二、第三路模拟开关的输出端还分别与各种的信号处理电路相连，各信号处理电路包括：第一调理电路、第一AD单元，第二调理电路、第二AD单元，第三调理电路，第三AD单元，所述第一、第二、第三调理电路可以根据多路模拟开关接入的模拟信号不通，采用相应的调理电路，即通过不同的放大倍数设置可以使模拟信号符合AD单元输入要求；调理电路可以采用 由集成运算放大器构成的比例运算放大器来实现，第一、第二、第三AD单元可以采用16位AD采集模块来实现。 

本实用新型当GPS芯片未接收到信号时，使GPS信号处理通道关闭，仅对陀螺仪和电子罗盘的信号进行处理，通过处理通道的切换，避免信号之间的干扰。 

Claims (1)

1.一种基于GPS、INS和电子罗盘的导航系统，其特征在于包括：GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘、通道选择单元、多路模拟开关；

所述多路模拟开关的第一、第二、第三路模拟开关分别用于接入所述GPS芯片、陀螺仪、电子罗盘的模拟信号；

所述通道选择单元的两输入端分别与GPS芯片的模拟信号输出端和基准电压相连，所述通道选择单元的第一、第二、第三输出端分别与所述第一、第二、第三路模拟开关的各控制端相连，所述通道选择单元适于当GPS芯片的模拟信号低于基准电压时，控制第一路模拟开关断开，第二、第三路模拟开关导通；

所述通道选择单元包括：比较器，该比较器的同相端与GPS芯片输出端相连，其反相端接入所述基准电压，该比较器的输出端分别与NPN三极管、PNP三极管的基极相连，所述NPN三极管的集电极、PNP三极管的发射极分别与一高电平相连，所述NPN三极管的发射极与第一路模拟开关的控制端相连，所述PNP三极管的集电极分别与第二、第三路模拟开关的控制端相连，且NPN三极管的发射极、PNP三极管的集电极还分别通过第一、第二电阻接地。