[发明专利]一种卫星用微型自主时空确定单元

权利要求书

1.一种卫星用微型自主时空确定单元，其特征在于：包括三轴MEMS陀螺(1)、三轴MEMS加速度计(2)、双核微处理器(3)、GNSS射频芯片(4)、微型原子钟(5)、通讯接口芯片(6)；

三轴MEMS陀螺(1)用于测量载体三个坐标轴方向的角速度信息；

三轴MEMS加速度计(2)用于测量载体三个坐标轴方向的加速度信息；

微型原子钟(5)为双核处理器(3)、三轴MEMS陀螺(1)、三轴MEMS加速度计(2)、GNSS射频芯片(4)提供时频基准；

双核微处理器(3)完成卫星基带处理和卫星导航解算，以及捷联惯性导航解算、惯性/GNSS/星敏数据融合、捷联惯性仪表误差估计与导航信息校正、时间校正；卫星基带处理和卫星导航解算在双核中的A核中完成，双核中的B核中完成捷联解算、数据融合及导航误差修正、时间校正；

GNSS射频芯片(4)接收GPS、北斗两种星座的信号，在射频芯片中完成信号的滤波、放大、下变频和A/D采样；

微型原子钟(5)用于保持系统的时间信息，同时为其它工作单元提供频率基准；当卫星信号可用时，利用卫星导航解算模块输出的高精度UTC时间信息对系统时间进行校正；当卫星信号不可用时，利用微型原子钟提供的频率信息进行计时和时间信息保持；

通讯接口芯片(6)采用CAN接口芯片，通过CAN接口，接收外界输入的星敏感器测姿信息，对外输出计算得到的姿态、速度、位置和时间信息；

所述卫星用微型自主时空确定单元的电路板采用挠板一体化设计，集成到一块刚挠结构的电路板上，实现一体化制造；在制造完成之后，通过挠性弯曲安装于正交结构面上，实现MEMS惯性仪表的三轴正交；电路板的每个安装面均留有螺纹安装固定孔；每个安装面的固定孔不少于4个，且均匀分布在安装面的边缘处；

所述的三轴MEMS陀螺(1)包括第一MEMS陀螺，第二MEMS陀螺和第三MEMS陀螺；

所述的三轴MEMS加速度计(2)包括第一MEMS加速度计，第二MEMS加速度计和第三MEMS加速度计；

第一MEMS陀螺、第一MEMS加速度计、GNSS射频芯片(4)、双核处理器(3)、通讯接口芯片(6)位于底面上，第二MEMS陀螺、第二MEMS加速度计位于第二侧面上，第三MEMS陀螺，第三MEMS加速度位于第一侧面上，微型原子钟(5)放置在顶面上；底面、第一侧面、第二侧面和顶面均采用刚性面，底面与第一侧面、第二侧面、顶面之间通过挠性板带进行连接，实现信号的交互和传输。

2.根据权利要求1所述的卫星用微型自主时空确定单元，其特征在于：所述A核包括卫星基带处理模块和卫星导航解算模块，卫星基带处理模块接收射频芯片发送过来的数字中频信号，进行信号捕获、跟踪和电文解析运算，输出星历信息和伪距、伪距率信息给卫星导航解算模块；卫星导航解算模块接收卫星基带处理模块输出的星历信息和伪距、伪距率信息，完成导航定位解算，输出位置信息、速度信息和UTC时间信息。

3.根据权利要求2所述的卫星用微型自主时空确定单元，其特征在于：所述B核包括捷联解算模块、数据融合模块；捷联解算模块接收三轴MEMS陀螺(1)发送的角速度信息以及三轴MEMS加速度计(2)发送的加速度信息，进行捷联惯性导航解算，获得载体的位置、速度、姿态和加速度信息；数据融合模块接收卫星导航解算模块输出的定位导航信息，包括位置、速度和UTC时间信息，同时接收捷联解算模块输出的载体的位置、速度、姿态、加速度信息以及外界输入的星敏感器测姿信息；利用卫星导航解算模块输出的定位导航信息，对捷联惯性导航解算模块解算出的位置、速度进行校正；利用星敏感器输出的姿态信息，对捷联解算模块输出的姿态信息进行校正；利用卫星导航解算模块输出的UTC时间信息，对系统的时间信息进行校正。

4.根据权利要求1-3任一所述的卫星用微型自主时空确定单元，其特征在于：所述三轴MEMS陀螺(1)是分别独立的三个陀螺仪，每个陀螺仪均是表头、电路一体化芯片级的微陀螺，精度优于0.1°/h；所述三轴的MEMS加速度计(2)是分别独立的三个加速度计，每个加速度计均是表头、电路一体化芯片级的微加速度计，精度优于100μg。