CN204373662U - 时钟同步光纤惯性导航系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种时钟同步光纤惯性导航系统，包括一时钟电路、一光纤陀螺解算电路、一加表、一光纤陀螺及加表信号采集电路以及一姿态导航解算电路，所述时钟电路包括一晶振和一分频电路，所述分频电路与所述晶振连接，所述光纤陀螺解算电路以及光纤陀螺及加表信号采集电路均与分频电路连接，所述光纤陀螺及加表信号采集电路还与所述光纤陀螺解算电路以及加表连接，所述姿态导航解算电路与所述光纤陀螺及加表信号采集电路连接。上述时钟同步光纤惯性导航系统，使得内部的需要使用时钟的各个功能电路均可以共享一个时钟电路。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种导航系统，特别涉及一种时钟同步光纤惯性导航系统。
背景技术
光纤陀螺是一种新型的全固态惯性仪表，具有潜在精度高、可靠性好、抗冲击振动性能强、无运动部件等优点，近年来得到了很多单位的研究和生产。随着光纤陀螺行业的快速发展，以光纤陀螺为核心惯性器件的光纤惯性导航系统也取得了突破性发展。
惯性导航技术是20世纪中期发展起来的完全自主式的导航技术。它是通过惯性测量组件(IMU)测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息，从而确定运载体的位置、姿态和速度。惯性导航系统既不向载体外发射信号，也不从外部接收信号，具有完全自主、全天候、隐蔽性好、抗干扰能力强等优点。
由于光纤惯性导航系统中的各个电路均需要用到时钟信号，而现有的技术中，几乎每一个独立的电路均用到一个时钟电路，由于每一个时钟电路输出的时钟信号均不相同，因此它们之间存在时差，这样会使得导航系统进行姿态解算输出精度变差，甚至造成姿态解算出错，输出错误信号。
因此，迫切需要设计一种时钟同步的光纤惯性导航系统以解决上述同步性问题。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供了一种如何使导航系统内部的电路接收到的同步的时钟信号的时钟同步光纤惯性导航系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种时钟同步光纤惯性导航系统，包括一时钟电路、一光纤陀螺解算电路、一加表、一光纤陀螺及加表信号采集电路以及一姿态导航解算电路，所述时钟电路包括一晶振和一分频电路，所述分频电路与所述晶振连接，所述光纤陀螺解算电路以及光纤陀螺及加表信号采集电路均与分频电路连接，所述光纤陀螺及加表信号采集电路还与所述光纤陀螺解算电路以及加表连接，所述姿态导航解算电路与所述光纤陀螺及加表信号采集电路连接。
进一步的，所述光纤陀螺解算电路包括一前置放大器、一A/D转换器、一解算电路、一D/A转换器以及一放大器，所述前置放大器通过一光探测器与光路连接以将模拟信号放大后输出到A/D转换器进行模/数转换，所述A/D转换器与所述前置放大器连接以将前置放大器输出的模拟信号转换为数字信号，所述A/D转换器还与所述分频电路连接以根据分频电路分布的频率进行模/数转换，所述解算电路与所述A/D转换模块连接以将A/D转换模块转换后的数字信号进行解算，所述解算电路还与光纤陀螺及加表信号采集电路连接以将解算后的信号输出到光纤陀螺及加表信号采集电路，所述解算电路还与D/A转换器连接以将解算后的信号输出到D/A转换器,所述D/A转换器与所述放大器连接以将数/模转换后的信号发送至放大器，所述放大器与一相位调制器连接以实现对光路的反馈形成闭环结构。
本实用新型的时钟同步光纤惯性导航系统，与现有技术相比，它使导航系统内部需要时钟信号的所有思路均与一个时钟电路相连接，使每一个电路接收到一个时钟电路发出的不同频率的时钟信号，采用这种方式，使每一个电路接收到的时钟信号都是同步的，不会产生时间差，使得在后续解算时，解算精准，不会出现偏差。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型时钟同步光纤惯性导航系统一实施例的方框图。
图2是图1中光纤陀螺解算电路的方框图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
首先，在对实施例进行描述之前，有必要对本文中出现的一些术语进行解释。例如：
本文中若出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。
另外，应当理解的是，当提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。
在本文中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定。除非上下文另外清楚地指出，则单数形式意图也包括复数形式。
当在本说明书中使用术语“包括”和 / 或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和 / 或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和 / 或其群组的存在和 / 或附加。
关于实施例：
请参见图1，图1是本实用新型时钟同步光纤惯性导航系统一实施例的结构示意。本实施例的时钟同步光纤惯性导航系统，包括一时钟电路1、一光纤陀螺解算电路2、一加表3、一光纤陀螺及加表信号采集电路4以及一姿态导航解算电路5，所述时钟电路1包括一晶振11和一分频电路12，所述分频电路12与所述晶振11连接，所述光纤陀螺解算电路2以及光纤陀螺及加表信号采集电路4均与分频电路12连接，所述光纤陀螺及加表信号采集电路4还与所述光纤陀螺解算电路2以及加表3连接，所述姿态导航解算电路5与所述光纤陀螺及加表信号采集电路4连接。
所述晶振11用于产生时钟频率，所述分频电路12用于将所述晶振11产生的时钟频率分为多个不同的频率，以控制与之连接的光纤陀螺解算电路2以及光纤陀螺及加表信号采集电路4进行解算和采集。所述加表3用于测载体的线加速度以输出模拟量至所述光纤陀螺及加表信号采集电路4进行采集。本实施例中，由于所述光纤陀螺解算电路2和光纤陀螺及加表信号采集电路4均使用同一个晶振11和分频模块，由于一个晶振11出来的时钟信号是一样的，因此，在解算、采集时均不会产生时差，使得导航系统进行姿态解算时输出的精度高、大大地降低了姿态解算时的出错率，使得其能够输出正确的信号。
本实施例中，所述光纤陀螺解算电路2包括一前置放大器21、一A/D转换器22、一解算电路23、一D/A转换器24以及一放大器25。其中：
所述前置放大器21与一光探测器相连，用于将所述光探测器探测到的光路进行放大，并将放大后的信号输出到A/D转换器22；
所述A/D转换器22与所述前置放大器21相连，用于对经过前置放大器21放大后的信号进行模拟/数字转换，以使得光探测器探测到的模拟信号转换为解算电路23能够识别的数字信号，并将转换后的数字信号传给所述解算电路23；
所述解算电路23，本实施例中，所述解算电路采用一解算芯片进行解算，解算芯片可以采用EP1C3T100I7型号。与所述A/D转换器22相连，用于对A/D转换器22转换得到的数字信号进行解算，以解算出光纤陀螺旋转角速率信号；
所述解算电路23，还与光纤陀螺及加表信号采集电路4相连，用于将解算出光纤陀螺信号发送至所述光纤陀螺及加表信号采集电路4；
所述D/A转换器24与所述解算电路23相连，用于对解算出来的光纤陀螺载体旋转的角速率的方向信号转换为模拟信号，并将该模拟信号发送至放大器25；
所述放大器25，与所述D/A转换器24相连，用于对所述模拟信号进行放大；
所述放大器25还与一相位调制器相连，用于实现对光路的反馈以形成闭环结构。
本实用新型实施例，使得光纤陀螺解算电路232和光纤陀螺及加表信号采集电路4均接收同一时钟电路1经过分频后的不同频率的时钟信号，以分别根据不同频率的时钟信号进行各自范围内的工作，由于它们共享一个时钟电路1，因此它们之间是零时差的，使得光纤陀螺解算电路232、光纤陀螺及加表信号采集电路4以及姿态导航解算电路235在解算、采集时不会存在时差，进一步使得导航系统进行姿态解算输出精度得到提高，降低了出错率、输出错误信号率。
以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种时钟同步光纤惯性导航系统，包括一时钟电路、一光纤陀螺解算电路、一加表、一光纤陀螺及加表信号采集电路以及一姿态导航解算电路，所述时钟电路包括一晶振和一分频电路，所述分频电路与所述晶振连接，所述光纤陀螺解算电路以及光纤陀螺及加表信号采集电路均与分频电路连接，所述光纤陀螺及加表信号采集电路还与所述光纤陀螺解算电路以及加表连接，所述姿态导航解算电路与所述光纤陀螺及加表信号采集电路连接。
2.如权利要求1所述的时钟同步光纤惯性导航系统，其特征在于：所述光纤陀螺解算电路包括一前置放大器、一A/D转换器、一解算电路、一D/A转换器以及一放大器，所述前置放大器通过一光探测器与光路连接以将模拟信号放大后输出到A/D转换器进行模/数转换，所述A/D转换器与所述前置放大器连接以将前置放大器输出的模拟信号转换为数字信号，所述A/D转换器还与所述分频电路连接以根据分频电路分布的频率进行模/数转换，所述解算电路与所述A/D转换器连接以将A/D转换模块转换后的数字信号进行解算，所述解算电路还与光纤陀螺及加表信号采集电路连接以将解算后的信号输出到光纤陀螺及加表信号采集电路，所述解算电路还与D/A转换器连接以将解算后的信号输出到D/A转换器,所述D/A转换器与所述放大器连接以将数/模转换后的信号发送至放大器，所述放大器与一相位调制器连接以实现对光路的反馈形成闭环结构。
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