CN219798357U - 一种车载组合导航设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车载组合导航设备，属于导航设备技术领域，包括外壳、一体化电路板、对外接插件、第一对外卫星导航射频接口和第二对外卫星导航射频接口；其中，一体化电路板包括微矩形接插件、第一板上卫星导航射频接口、第二板上卫星导航射频接口、电源滤波器、直流电源稳压模块、卫星导航接收模块和组合导航计算模块；对外接插件、第一对外卫星导航射频接口和第二对外卫星导航射频接口用于对接一体化电路板与用户接口，一体化电路板实现卫星导航和捷联惯导组成的组合导航功能。本实用新型具有体积小、成本低、安装可靠的优点；并且进行了抗热磁效应的设计，受车载环境的热磁效应影响小，导航精度高，具有较强的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及导航设备技术领域，特别是指一种车载组合导航设备。
背景技术
由卫星导航和捷联惯导组成的组合导航系统能够克服卫星导航输出频率低且易受干扰，以及捷联惯导的输出精度随时间延长而降低的缺点，提供精确可靠的包括位置、速度和姿态在内的实时且高输出频率的导航信息，是目前运载体上安装的标准高精度导航系统；然而，现有的车载组合导航设备由分离式的惯性解算装置和卫星导航装置组成，具有体积大、成本高的缺点；同时，现有的车载组合导航设备通常直接将电路板放置于机械壳体内，未对电磁和热效应进行对应的设计，存在着在复杂电磁和热环境下导航精度低的缺点。因此，现有车载组合导航设备面临着在车载环境下留给设备的可安装空间小，且受车载环境下热磁效应影响大的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种车载组合导航设备，其具有体积小，且受车载环境的热磁效应影响小的优点，满足导航信息精确可靠的需求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种车载组合导航设备，包括外壳和一体化电路板2，其中，外壳的一个侧面上安装有对外接插件4、第一对外卫星导航射频接口5和第二对外卫星导航射频接口6；所述一体化电路板2包括微矩形接插件202、第一板上卫星导航射频接口203、第二板上卫星导航射频接口204、电源滤波器205、直流电源稳压模块206、卫星导航接收模块207和组合导航计算模块208；
其中，对外接插件4与微矩形接插件202点对点导线连接，微矩形接插件202的信号输出引脚与组合导航计算模块208的第一信号输入端口连接，第一对外卫星导航射频接口5与第一板上卫星导航射频接口203连接，第二对外卫星导航射频接口6与第二板上卫星导航射频接口204连接，第一板上卫星导航射频接口203与卫星导航接收模块207的第一信号输入端口连接，第二板上卫星导航射频接口204与卫星导航接收模块207的第二信号输入端口连接，卫星导航接收模块207的信号输出端口与组合导航计算模块208的第二信号输入端口连接，组合导航计算模块208的信号输出端口与微矩形接插件202的信号输入引脚连接；
此外，微矩形接插件202的电源输出引脚与电源滤波器205的电源输入引脚连接，电源滤波器205的电源输出引脚与直流电源稳压模块206的电源输入端口连接，直流电源稳压模块206的电源输出端口分别与卫星导航接收模块207和组合导航计算模块208的供电端口连接。
进一步的，所述外壳包括上盖1和壳体3，壳体3包括四个侧面及一个底面，上盖1与壳体3通过螺钉连接，所述一体化电路板2安装在壳体3内部的底面上。
进一步的，所述壳体的四个侧面的外壁上均设有散热槽，且外壳内侧的六个面上均通过螺钉固设有磁屏蔽薄片。
由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果在于：
1、本实用新型通过将卫星导航和捷联惯导设计在同一个电路板上，实现了车载组合导航设备的小型化和一体化。
2、本实用新型通过在壳体的四个侧面的外壁上开设散热槽，且在外壳内侧六个面上固设磁屏蔽薄片的设计，实现了减小车载环境下的热磁效应影响的效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例中一种车载组合导航设备的外部结构示意图；
图2为图1的结构爆炸图；
图3为图2中的一体化电路板的结构示意图；
图4为图1中的壳体的轴测结构示意图；
图5为图1中的壳体的俯视结构示意图
图6为本实用新型实施例中一种车载组合导航设备的信号结构原理图；
图7为本实用新型实施例中一种车载组合导航设备的供电结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1～3所示，一种车载组合导航设备，包括外壳和一体化电路板2，其中，外壳的一个侧面上安装有对外接插件4、第一对外卫星导航射频接口5和第二对外卫星导航射频接口6；所述一体化电路板2包括微矩形接插件202、第一板上卫星导航射频接口203、第二板上卫星导航射频接口204、电源滤波器205、直流电源稳压模块206、卫星导航接收模块207和组合导航计算模块208；
具体的，对外接插件4为航空插座，微矩形接插件202的型号为J30J-15ZKP，电源滤波器205的型号为B010-3PC，直流电源稳压模块206的型号为JD10-24S05，卫星导航接收模块207的型号为XC3S1000-4FGG320I，组合导航计算模块208的型号为TMS320C6713BGDPA200；
通过将卫星导航和捷联惯导设计在同一个电路板上，实现了车载组合导航设备的小型化和一体化。
进一步的，如图2、3、6所示，对外接插件4与微矩形接插件202电气连接，对外接插件的作用是接收外界直流+20V～+28V供电和捷联惯导的惯性导航信息，并通过微矩形接插件202传输给一体化电路板2上的对应模块；
第一对外卫星导航射频接口5与第一板上卫星导航射频接口203连接，第二对外卫星导航射频接口6与第二板上卫星导航射频接口204连接，分别接收第一卫星天线和第二卫星天线的卫星信号；第一板上卫星导航射频接口203与卫星导航接收模块207的第一信号输入端口连接，第二板上卫星导航射频接口204与卫星导航接收模块207的第二信号输入端口连接，卫星导航接收模块207将两路卫星信号进行差分卫星导航解算，得到精确的卫星导航信号；
具体的，卫星导航接收模块207进行差分卫星导航解算的方法可参考文献“BDS-3/GPS/Galileo组合动态差分定位算法研究”(王楚扬；秘金钟；李勇熹；徐彦田；杨航；窦世标.测绘科学.2022-02-20)。
微矩形接插件202的信号输出引脚与组合导航计算模块208的第一信号输入端口连接，向其传输捷联惯导的惯性导航信息，卫星导航接收模块207的信号输出端口与组合导航计算模块208的第二信号输入端口连接，向其传输经过差分卫星导航解算得到的精确的卫星导航信号，组合导航计算模块208将两路信号进行组合导航解算，获得卫星与惯导的组合导航结果，组合导航结果即为车载组合导航设备输出的导航信息；组合导航计算模块208的信号输出端口与微矩形接插件202的信号输入引脚连接，将导航信息经对外接插件4传送给用户；
具体的，组合导航计算模块208进行组合导航解算的方法可参考文献“GNSS/SINS组合导航系统的自适应UKF算法”(荆蕾；孙炜玮；乔玉新；刘成铭.大地测量与地球动力学.2023-02-28)。
此外，如图3、7所示、微矩形接插件202的电源输出引脚与电源滤波器205的电源输入引脚连接。
电源滤波器205的作用是滤除外界直流+20V～+28V供电的高频噪声。
电源滤波器205的电源输出引脚与直流电源稳压模块206的电源输入端口连接，直流电源稳压模块206的电源输出端口分别与卫星导航接收模块207和组合导航计算模块208的供电端口连接；
直流电源稳压模块206的作用是将经电源滤波器205滤波的外界直流+20V～+28V供电进行电压变换，转化为卫星导航接收模块207和组合导航计算模块208所需的+5V直流电压。
进一步的，如图2、4、5所示，所述外壳为硬铝2A12材质，外壳包括上盖1和壳体3，壳体3包括四个侧面及一个底面，上盖1与壳体3通过螺钉连接，此外，壳体3其中一个侧面上设有对外接插件安装孔3b，用于安装对外接插件4；第一对外卫星导航射频接口安装孔3c，用于安装第一对外卫星导航射频接口5；第二对外卫星导航射频接口安装孔3d，用于安装第二对外卫星导航射频接口6；壳体3内部的底面上有四个凸台3a，用于安装一体化电路板2；
通过在壳体3内部的底面上设计四个凸台3a，可以防止一体化电路板组件2上的电子器件与壳体3触碰造成短路。
进一步的，所述壳体的四个侧面的外壁上均设有散热槽3e，且外壳内侧的六个面上均通过螺钉固设有磁屏蔽薄片，磁屏蔽薄片的材料为经高温退火处理的坡莫合金。壳体3通过四个支腿3f安装于车载环境的安装板上，壳体3底面与安装板直接接触。
通过对壳体侧面散热槽3e的设计，可以将安装于壳体3内部的一体化电路板组件2发出的热量快速散去，降低了发热对导航精度的影响；壳体3底面与安装板直接接触，可以快速将热量通过热传导方式快速散去，进一步降低了发热对导航精度的影响；经高温退火处理的坡莫合金，电磁屏蔽效果好，降低了车载环境磁场干扰对导航精度的影响。
进一步地，如图1所示，车载组合导航设备的总体包络尺寸为200mm×200mm×146mm(长×宽×高)，总体尺寸小，实现了设备小型化的目的。
总之，本实用新型实现了车载组合导航设备小型化，一体化，并且减小了车载环境下的热磁效应影响，导航精度高，具有较强的实用性。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不限制本实用新型，在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种车载组合导航设备，包括外壳和一体化电路板(2)，其中，外壳的一个侧面上安装有对外接插件(4)、第一对外卫星导航射频接口(5)和第二对外卫星导航射频接口(6)；其特征在于，所述一体化电路板(2)包括微矩形接插件(202)、第一板上卫星导航射频接口(203)、第二板上卫星导航射频接口(204)、电源滤波器(205)、直流电源稳压模块(206)、卫星导航接收模块(207)和组合导航计算模块(208)；
其中，对外接插件(4)与微矩形接插件(202)点对点导线连接，微矩形接插件(202)的信号输出引脚与组合导航计算模块(208)的第一信号输入端口连接，第一对外卫星导航射频接口(5)与第一板上卫星导航射频接口(203)连接，第二对外卫星导航射频接口(6)与第二板上卫星导航射频接口(204)连接，第一板上卫星导航射频接口(203)与卫星导航接收模块(207)的第一信号输入端口连接，第二板上卫星导航射频接口(204)与卫星导航接收模块(207)的第二信号输入端口连接，卫星导航接收模块(207)的信号输出端口与组合导航计算模块(208)的第二信号输入端口连接，组合导航计算模块(208)的信号输出端口与微矩形接插件(202)的信号输入引脚连接；
此外，微矩形接插件(202)的电源输出引脚与电源滤波器(205)的电源输入引脚连接，电源滤波器(205)的电源输出引脚与直流电源稳压模块(206)的电源输入端口连接，直流电源稳压模块(206)的电源输出端口分别与卫星导航接收模块(207)和组合导航计算模块(208)的供电端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种车载组合导航设备，其特征在于，所述外壳包括上盖(1)和壳体(3)，壳体(3)包括四个侧面及一个底面，上盖(1)与壳体(3)通过螺钉连接，所述一体化电路板(2)安装在壳体(3)内部的底面上。
3.根据权利要求2所述的一种车载组合导航设备，其特征在于，所述壳体的四个侧面的外壁上均设有散热槽，且外壳内侧的六个面上均通过螺钉固设有磁屏蔽薄片。
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