[发明专利]一种微机械陀螺POS地磁测量电路

说明书

本发明一种微机械陀螺POS地磁测量电路，包括：三轴磁强计、信号放大电路、AD转换采集电路、电压升压脉冲电路、磁传感器复位置位电路和SPI数据通信电路；采用HMC1001/1002单、双轴阻磁传感器组成三轴磁强计，分立设计，正交安装，实现三轴磁场测量，磁传感器复位置位电路接收脉冲信号对三轴磁强计进行复位和置位，保证单/双轴磁传感器不受外界强磁场干扰，从而满足MPOS系统采集数据需求，实现了位置姿态的高精度测量。

技术领域

本发明专利涉及惯性导航技术领域，尤其是一种微机械陀螺POS地磁测量电路，可应用于微机械POS系统。

背景技术

航空对地观测系统通过获取高分辨率的对地观测数据，实现航空测绘、重大自然灾害监测以及气象水文探测等重大领域研究；由于对地观测飞机在运动过程中并不是理想的直线运动，很难满足高分辨率航空遥感的运动要求，因此需要借助高精度位置与姿态测量系统(Position and Orientation System,POS)来提供高精度测量数据，实现高分辨率成像要求；

随着对地观测系统的不断发展，具有低成本、高效率、高机动性的微小型遥感载荷系统逐渐成为新的研究方向，与传统遥感载荷相比，微小型遥感载荷系统能满足小型、轻型航空平台的搭载应用需求，在现代战争中的地位也逐步提升，因此迫切需要开发研制微小型位置与姿态测量系统(Micro Position and Orientation System,MPOS)，来满足国防与市场的需要；现如今微小型MPOS技术的发展十分迅速，一些产品已经成功应用于小型无人机测绘项目，大大降低了作业成本，提高了测图效率，但现有的MPOS系统技术存在无法准确测量航向角的问题，技术方面还存在不小的缺陷，制约了航空对地观测的进一步发展和应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种微机械陀螺POS地磁测量电路，解决MPOS系统无法准确测量航向角的问题，满足POS系统小型化需求，实现了位置姿态的高精度测量。

一种微机械陀螺POS地磁测量电路，包括：

三轴磁强计、信号放大电路、AD转换采集电路、电压升压脉冲电路、磁传感器复位置位电路和SPI数据通信电路；

进一步的，所述三轴磁强计的一端与所述信号放大电路的一端电连接，所述信号放大电路的另一端与所述AD转换采集电路的一端电连接，所述AD转换采集电路的另一端与所述SPI数据通信电路的一端电连接；所述三轴磁强计的另一端与所述磁传感器复位置位电路的一端电连接，所述磁传感器复位置位电路的另一端与所述电压升压脉冲电路的一端电连接；其中：

所述三轴磁强计用于敏感磁场大小并输出相对应的电压信号；

所述信号放大电路用于将所述电压信号放大后输出；

所述AD转换采集电路用于将放大后的电压信号由模拟信号转换为数字信号；同时，由所述电压升压脉冲电路将5V电源输入电压升高至16-20V可调，为所述磁传感器复位置位电路提供脉冲信号，确保磁传感器复位置位电路接收脉冲信号从而进行三轴磁强计的复位和置位；

最后，由所述SPI数据通信电路将接收到的信号发送至处理系统；

进一步的，所述三轴磁强计包括：一个单轴磁阻传感器和一个双轴磁阻传感器，通过单轴磁阻传感器、双轴磁阻传感器分立正交设计实现三轴磁场测量，三轴磁强计方向与微小型POS系统陀螺加计方向一致，能够满足微小型POS系统的地磁测量需求；

作为一种举例说明，所述单轴磁阻传感器采用：HMC1001磁阻传感器，用于敏感Z轴方向磁场；HMC1001磁阻传感器的S/R引脚可敏感信号进行复位置位操作；

作为一种举例说明，所述双轴磁阻传感器采用：HMC1002磁阻传感器，用于敏感X、Y轴方向磁场；HMC1002磁阻传感器的S/R引脚可敏感信号进行复位置位操作；