[发明专利]一种AMU一体式姿态测量系统

说明书

本发明提供了一种AMU一体式姿态测量系统，包含电源模块，光电转换模块、上位机通讯模块、10轴惯性导航模块、A/D采集模块和CPU模块，其中上位机通讯模块、10轴惯性导航模块、A/D采集模块与CPU模块电性连接，所述测量系统包含2个光电转换模块，每个都有4路转换通道，可同时转换8路入射太阳光信号并转换为电信号，所述上位机通讯模块与CPU模块电性连接，每隔30ms自发地向上位机传输测量结果，所有通讯模块均采用光耦隔离方式与上位机进行通讯，该测量系统相对于现有的卫星姿态测量系统的测试方法，大大缩短了生产周期，降低了成本，节省了功耗，通用性好，体积小，测量精度高，可靠性高，模块化程度高，有利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及航天器姿态测量系统的技术领域，具体为一种AMU 一体式姿态测量系统。

背景技术

航天技术是基础科学和技术科学的集成，航天技术是一门综合性的工程 技术，由多种技术融于一体的航天系统是现代高技术的复杂大系统，不仅规 模庞大，技术高新尖端，而且人力物力耗费巨大，工程周期长。

目前，航天器上用的姿态敏感器有3轴磁强计、太阳敏感器、地平仪以 及星敏感器，基于这些矢量观测来确定姿态。为了满足航天使用要求，需提 高卫星平台关键测量单机的性能。

单纯依靠矢量观测进行姿态解算要求参考矢量足够精确，由于敏感期的 失准误差、测量误差等因素影响，往往难以满足高精度的要求。

发明内容

基于上述目的，本发明提供一种AMU一体式姿态测量系统，用 于解决现有技术中测量系统重量大、体积大和功耗大，并且生产成本 高的问题。

AMU采用多芯片系统封装集成SIP技术，SIP技术改变了传统 基于印制板的电路设计模式，使系统更紧凑、性能更好。通过这种技 术可以设计出国产SIP单片集成的AMU一体式姿态测量，极大地提 高了系统的可靠性、减少了成本。改变现有航天器姿态的测量模式，使航天器具有高可靠性、高精度、高速、高机动的性能，从而在空间 环境中具有极好的适应性和生存能力。

具体地，本发明提供的一种AMU一体式姿态测量系统，包含电 源模块、光电转换模块、上位机通讯模块、10轴惯性导航模块和A/D 采集模块。

进一步地，所述的光电转换模块每一个都有4路转换通道，可同 时转换4路入射太阳光信号并转换为电信号，本发明的AMU一体式 姿态测量系统选用2个光电转换模块，可同时进行8路太阳入射光线 信号采集。

进一步地，所述测量系统还包含CPU模块，10轴惯性导航模块 与CPU模块电性连接，10轴惯性导航模块包含X、Y、Z3轴16位 陀螺仪采集模块、3轴16位加速度采集模块和3轴16位磁强计采集 模块。

进一步地，所述的A/D信号采集模块与CPU模块电性连接。

进一步地，所述的上位机通讯模块与CPU模块电性连接，每隔 30ms自发地向上位机传输测量结果，所有通讯模块均采用光耦隔离 方式与上位机进行通讯，所述通讯模块有多种可选择接口方式。

进一步地，所述的接口方式选择RS422、SPI、I2C、UART、CAN 中的一种。

本发明提供的一种AMU一体式姿态测量系统，当航天器处于太 阳光照射范围内时，太阳光在某一特定入射角照射敏感器，光电转换 模块开始工作，我们可以用测量出太阳矢量即入射角和方位角的方法 对航天器定姿；当航天器不在太阳光照射范围内时，我们可以依据 10轴惯性导航模块中的3轴16位陀螺仪传感器、3轴16位加速度计 以及3轴16位磁强计传感器的测量值，计算欧拉角(即偏航角、俯 仰角以及横滚角)，对航天器定姿。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果或者优点：