[发明专利]一种基于天线转塔的高精度实时测姿装置及方法

权利要求书

1.一种基于天线转塔的高精度实时测姿装置，其特征在于，包括：

惯组（1）；

双轴转台（2），模拟天线转塔使用环境，与所述惯组（1）电性连接，驱动惯组（1）转动；以及测试上位机（3），电性连接所述惯组（1），用以发送控制指令，同时进行数据采集以及数据处理；

所述惯组（1）包括：

导航计算机板（11）；通讯板（12），所述通讯板（12）通过串口数据与导航计算机板（11）双向连接、卫星接收机（13），所述卫星接收机（13）通过串口数据与通讯板（12）双向连接、以及通过秒脉冲信号与通讯板（12）单向连接；以及外部接口（14），所述导航计算机板（11）通过UTC时间、姿态信息和外部输入指令与外部接口（14）双向连接；

所述通讯板（12）还通过同步脉冲信号与导航计算机板（11）单向连接；

所述通讯板（12）通过同步脉冲信号与外部接口（14）单向连接；

所述的基于天线转塔的高精度实时测姿装置，执行如下步骤：

S1、惯组（1）上电，系统初始化完成后进入就绪状态，导航计算机板（11）向测试上位机（3）发送就绪数据帧；

S2、测试上位机（3）发送自检指令，惯组（1）自检后回复自检结果；

S3、自检完成后，测试上位机（3）发送天线优先级选取指令，控制惯组（1）优先选择外部时统B码对时方式还是秒脉冲、串口数据对时方式，当高优先级天线对时方式无效时选择低优先级天线对时方式，惯组（1）返回天线选用结果，当两个天线均对时无效时，惯组（1）返回天线故障状态；

S4、对时完成后，测试上位机（3）发送对准指令，系统进入对准状态，首先系统给双轴转台（2）发送转到第一位置指令，双轴转台（2）到位后系统开始采集数据并解算，然后系统给双轴转台（2）发送转动180°指令，双轴转台（2）到位后系统开始在第二位置采集数据并解算，最后双轴转台（2）返回初始位置，系统计算寻北结果，随即进入导航状态；

S5、当系统进入导航状态后，测试上位机（3）发送同步指令，通讯板（12）输出伴随同步脉冲信号的时间数据，导航计算机（11）收到同步信号上升沿时锁存惯组（1）姿态信息，收到时间数据时，将时间和锁存的姿态信息发送到测试上位机（3），当外部接口（14）接收到同步脉冲信号和带有时间标签的姿态数据时，惯组（1）即实现所述的高精度实时姿态同步输出功能；

S6、测试上位机（3）发送停止导航指令，惯组（1）切回就绪状态，重新进行天线选取、对准、同步操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于天线转塔的高精度实时测姿装置，其特征在于，所述外部接口（14）通过IRIG-B码与通讯板（12）单向连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于天线转塔的高精度实时测姿装置，其特征在于，所述惯组（1）采用无内置转位机构的纯捷联惯组，所述导航计算机板（11）通过IIR陷波器和低阶FIR低通滤波器相结合的方法对惯组（1）采集的数据进行处理，减小滤波器相位滞后导致的时间延迟。

4.根据权利要求1所述的一种基于天线转塔的高精度实时测姿装置，其特征在于，所述惯组（1）与双轴转台（2）之间还通过测试电缆电性连接，所述双轴转台（2）模拟天线转塔驱动惯组（1）转动，进行两位置转停的旋转调制，从而实现高精度定向测姿功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于天线转塔的高精度实时测姿装置，其特征在于，具备秒脉冲、串口数据和外部时统B码两种授时方式，以实现双冗余、高精度的时间精确和统一。

6.根据权利要求1所述的一种基于天线转塔的高精度实时测姿装置，其特征在于，采用FPGA精确控制同步信号和惯组姿态信息之间的时间相位关系，实现带有时间戳的姿态信息输出。