一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法技术方案

本发明专利技术提出的一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法，该系统包括测量模块和计算控制模块，计算控制模块获取小量程三轴加速度计输出的第一路信号、中量程三轴加速度计输出的第二路信号、三轴光纤陀螺输出的第三路信号及车载发动机振动范围并判定小量程三轴加速度计的量程范围是否包括车载发动机振动信号范围，若包括，计算控制模块利用第三路信号修正第一路信号并进行处理后同时输出修正后的重力加速度值和定位定向数据；若不包括，计算控制模块利用第一路信号和第三路信号修正第二路信号并进行处理后输出修正后的定位定向数据。不仅实现了同时测量当地重力加速度值和定位定向数据，而且具备较高的测量精度。而且具备较高的测量精度。而且具备较高的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法


[0001]本专利技术属于大地测量
更具体地，涉及一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法。

技术介绍

[0002]随着科技的迅速发展，车载飞行器受到广泛关注。为了能使飞行器精准降落，其起飞时的数据、环境及平台都需要极高的要求。当车载飞行器在预设地点起飞时，需要获得高精准的数据才能精准降落。当车载移动到非预设地点后，地理位置发生变化，则其重力加速度也会随地理位置、时间等因素产生细微的偏差。此时，若无法精准获得起飞地点的重力加速度值、地理位置等参数时，就会导致降落不精准，从而带来很多无法预知的后果。总之，若要提高车载飞行器的降落精准度，不仅需要对起飞地点的重力加速度进行高精度测量，而且需要同时获得较为精准起飞地点信息。
[0003]目前，测量重力加速度只是单纯的以测量重力加速度为目的，并未将测量重力加速度与定位定向功能有机结合起来，不能达到同时进行重力加速度值及定位定向数据的高精度测量；其次，重力加速度的测量精度不高，不能满足复杂环境中的实际需求，使得降落存在不可预测的风险。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术的缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法，解决了不能同时高精度测量当地重力加速度及定位定向的问题，满足了在复杂环境中的实际需求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案。
[0006]一种重力加速度和定位定向的测量系统，该系统包括：
[0007]测量模块，包括具有独立采集通道的小量程三轴加速度计、中量程三轴加速度计及三轴光纤陀螺；
[0008]计算控制模块，实时采集所述小量程三轴加速度计输出的第一路信号、所述中量程三轴加速度计输出的第二路信号及所述三轴光纤陀螺输出的第三路信号进行融合处理；
[0009]所述融合处理为：
[0010]所述计算控制模块判定所述小量程三轴加速度计的量程范围是否包括车载发动机振动信号范围；
[0011]在包括的情况下，所述计算控制模块利用所述第三路信号修正所述第一路信号并进行处理后同时输出修正后的所述重力加速度值和所述定位定向数据；
[0012]在不包括的情况下，所述计算控制模块利用所述第一路信号和所述第三路信号修正所述第二路信号并进行处理后输出修正后的所述定位定向数据。
[0013]进一步的，所述测量模块还包括车载精密多路里程计和/或北斗导航接收机；
[0014]所述计算控制模块还接收所述车载精密多路里程计和/或所述北斗导航接收机输
出的第四路信号，利用所述第四路信号对所述第二路信号修正后得到第五信号，再利用所述第一路信号和所述第三路信号对所述第五信号进行修正处理后输出修正处理后的所述定位定向数据。
[0015]进一步的，所述小量程三轴加速度计测量精度≤1mGal，测量量程为
±
2g。
[0016]进一步的，所述中量程三轴加速度计测量精度≤20mGal，测量量程为
±
10g；所述三轴光纤陀螺测量精度≤0.001
°
/h，测量量程为
±
80
°
/s。
[0017]进一步的，所述所述车载精密多路里程计至少包括两路，分别设于车载左右的车轮上，测量精度不低于3600线/周。
[0018]按照本专利技术的另一方面，提出了一种车载重力加速度和定位定向的高精度测量方法，该方法包括：
[0019]获取小量程三轴加速度计输出的第一路信号、中量程三轴加速度计输出的第二路信号、三轴光纤陀螺输出的第三路信号及车载发动机振动范围；
[0020]判定所述小量程三轴加速度计的量程范围是否包括所述车载发动机振动范围，
[0021]若包括，则利用所述第三路信号修正所述第一路信号并进行处理后同时输出修正后的所述重力加速度值和所述定位定向数据；
[0022]若不包括，则利用所述第一路信号和所述第三路信号修正所述第二路信号并进行处理后输出修正后的所述定位定向数据。
[0023]进一步的，所述第二路信号还能与车载精密多路里程计和/或北斗导航接收机输出的第四路信号融合；
[0024]利用所述第四路信号对所述第二路信号修正后得到第五信号，再利用所述第一路信号和所述第三路信号对所述第五信号进行修正处理后输出修正处理后的所述定位定向数据。
[0025]进一步的，所述小量程三轴加速度计测量精度≤1mGal，测量量程为
±
2g。
[0026]进一步的，所述中量程三轴加速度计测量精度≤20mGal，测量量程为
±
10g；所述三轴光纤陀螺测量精度≤0.001
°
/h，测量量程为
±
80
°
/s。
[0027]进一步的，所述所述车载精密多路里程计至少包括两路，分别设于车载左右的车轮上，测量精度不低于3600线/周。
[0028]综上所述，与现有技术相比较，本专利技术提供了一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法，具备以下有益效果：
[0029](1)本专利技术的一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法，将大小量程加速度计与光纤陀螺有机结合起来，既实现了测量当地重力加速度值功能、又实现了定位定向功能，是集定位定向功能与重力加速度测量技术于一体的综合性产物。二者不是简单的组合，而是构成了一个具备信息融合、交叉互补、相互容错的整体，更加简单实用，降低了成本。
[0030](2)本专利技术的一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法，添加了一套小量程三轴加速度计，将相关误差精准剔除，在很大程度上提高了测量精度和抗干扰性能。在复杂环境下为飞行器提供了起飞地点的重力加速度值和定位定向等高精准信息，提高了降落精准度，满足了车载飞行器在动态环境中的实际需求。
[0031](3)本专利技术的一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法，使车载飞行器在任何未知复杂地点获取高精度的重力加速度值和定位定向数据，使飞行器能在隧道涵洞内、
深山峡谷中等复杂环境中成功实现快速无预设无依托降落。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术的一种重力加速度和定位定向的测量系统及方法的基本构成示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0035]本专利技术提供的一种重力加速度和定位定向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重力加速度和定位定向的测量系统，其特征在于，该系统包括：测量模块，包括具有独立采集通道的小量程三轴加速度计、中量程三轴加速度计及三轴光纤陀螺；计算控制模块，实时采集所述小量程三轴加速度计输出的第一路信号、所述中量程三轴加速度计输出的第二路信号及所述三轴光纤陀螺输出的第三路信号进行融合处理；所述融合处理为：所述计算控制模块判定所述小量程三轴加速度计的量程范围是否包括车载发动机振动信号范围；在包括的情况下，所述计算控制模块利用所述第三路信号修正所述第一路信号并进行处理后同时输出修正后的所述重力加速度值和所述定位定向数据；在不包括的情况下，所述计算控制模块利用所述第一路信号和所述第三路信号修正所述第二路信号并进行处理后输出修正后的所述定位定向数据。2.如权利要求1所述的一种重力加速度和定位定向的测量系统，其特征在于，所述测量模块还包括车载精密多路里程计和/或北斗导航接收机；所述计算控制模块还接收所述车载精密多路里程计和/或所述北斗导航接收机输出的第四路信号，利用所述第四路信号对所述第二路信号修正后得到第五信号，再利用所述第一路信号和所述第三路信号对所述第五信号进行修正处理后输出修正处理后的所述定位定向数据。3.如权利要求1或2所述的一种重力加速度和定位定向的测量系统，其特征在于，所述小量程三轴加速度计测量精度≤1mGal，测量量程为
±
2g。4.如权利要求1所述的一种重力加速度和定位定向的测量系统，其特征在于，所述中量程三轴加速度计测量精度≤20mGal，测量量程为
±
10g；所述三轴光纤陀螺测量精度≤0.001
°
/h，测量量程为
±
80
°
/s。5.如权利要求2所述的一种重力加速度和定位定向的测量系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇刚，胡琪波，白会彦，陈哲，李亚珍，
申请(专利权)人：湖北三江航天红峰控制有限公司，
类型：发明
国别省市：