一种四象限全方位惯性测量系统的制作方法

本实用新型属于惯性导航和飞行控制技术领域，特别涉及一种四象限全方位惯性测量系统。

背景技术：

姿态测量是飞控系统的构成部分，对当代导航领域的发展影响深远。随着科学技术的不断发展，导航技术应用于更多的领域，不仅在军事上占有重要的位置，在民用领域也拥有非常大的发展空间。现代导航系统对姿态信息的测量提出了更高的精度要求，飞行器在工作的过程中，要实时的获取姿态信息，从而对飞行器的运动进行控制，使其安全可靠的完成每一个任务。姿态测量系统的原理是，利用惯性器件感知载体运动姿态的变化，从而实时的输出其姿态变化信息，然后通过对姿态信息的解算获取当前的姿态角、位置、以及速度等信息。随着惯性技术的成熟，姿态测量系统的精度越来越高、成本也得到了极大地降低。

目前市场上也出现了一些惯性测量单元和惯性测量元件，但是由于传感器的可测范围限制，导致一些惯性测量单元在测量时超出测量范围。例如，导弹上装的mpu-6050测量单元，当它的安装位置固定时，它的可测范围为±45°，此时超过±45°的范围就无法进行姿态测量，导致姿态解算无法完成。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种四象限全方位惯性测量系统，能够进行全方位测量姿态信息，既使在飞行器做360°飞行调整时亦可以完成姿态测量和姿态解算，具有全方位多角度测量、安装简单、成本低、实用性强的优点。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种四象限全方位惯性测量系统，包括基座6、安装在基座6上的主控制芯片5、第一惯性测量单元1、第二惯性测量单元2、第三惯性测量单元3及第四惯性测量单元4；所述第一至第四惯性测量单元将平面分为四个象限。

所述第一至第四惯性测量单元相同。

所述四个象限中-45°至45°为第一象限，以此类推依次为第二象限、第三象限和第四象限。

所述四个象限角度可根据实际需要设置。

本实用新型通过安装在基座6上的主控制芯片5和各象限中的惯性测量单元共同作用，根据飞行器如导弹在高空中的飞行位置及姿态，主控制芯片5相应象限数据通道，读取相应惯性测量单元的信息，然后将这些信息送到导弹的飞控板中进行姿态解算，能够大大提高导弹的飞行的质量，达到精准跟踪打击目标的目的；本实用新型具有全方位多角度测量、安装简单、成本低、实用性强的优点。

附图说明

图1是本实用新型的硬件构建图。

图2是本实用新型的电路原理图。

图3是本实用新型的工作流程图。

图中：1、第一惯性测量单元；2、第二惯性测量单元；3、第三惯性测量单元；4、第四惯性测量单元；5、主控制芯片；6、基座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参见图1，一种四象限全方位惯性测量系统，包括基座6、安装在基座上的主控制芯片5、第一惯性测量单元1、第二惯性测量单元2、第三惯性测量单元3及第四惯性测量单元4；所述第一至第四惯性测量单元将平面分为四个象限。

参见图2，所述主控芯片5的50和49i/o接口分别通过sda与scl线连接至第一惯性测量单元1的i/o接口；主控芯片5的48和47i/o接口分别通过sda1与scl1线连接至第二惯性测量单元2相应的i/o接口；主控芯片5的46和45i/o接口分别通过sda2与scl2线连接至第三惯性测量单元3的i/o接口；主控芯片5的44和43i/o接口分别通过sda3与scl3线连接至第四惯性测量单元4的i/o接口，实现信号双向传输。

所述第一至第四惯性测量单元相同。

所述四个象限中-45°至45°为第一象限，以此类推依次为第二象限、第三象限和第四象限。

所述四个象限角度可根据实际需要设置。

所述主控制芯片5型号为stm32f103。

本实用新型的工作原理为：

参见图1、图3，当导弹在高空飞行时，由于导弹要做高度的旋转飞行和方向飞行，此时导弹的姿态会改变。如果导弹一开始为垂直飞行，导弹上的传感器会测出导弹的俯仰角度，随后将该角度信息送到主控制芯片5，主控制芯片5做比较后选取四象限全方位惯性测量单元中所对应的测量单元及对应的象限通道。当导弹做垂直飞行时，该角度在-45°至45°之间，因此，第二象限通道打开，第二惯性测量单元2启动，在此过程中主控制芯片5只读取第二惯性测量单元测得的对应导弹的姿态信息，然后将该信息传到导弹的飞控板中做姿态解算得到导弹的姿态和位置信息然后做出相应的动作；转水平飞行时，主控制芯片5实时比较俯仰角度变化，当角度大于45°小于135°时，主控制芯片5关闭第二象限通道，并打开第三象限通道，这时第三惯性测量单元3起作用，主控制芯片5读取第三象限通道所对应导弹的姿态信息，送往导弹的飞控板中做姿态解算得到导弹的位置等姿态信息，控制导弹做相应的动作。

以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本领域的普通技术人员也应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的范围。

技术特征：

1.一种四象限全方位惯性测量系统，其特征在于：包括基座(6)、安装在基座上的主控制芯片(5)、第一惯性测量单元(1)、第二惯性测量单元(2)、第三惯性测量单元(3)及第四惯性测量单元(4)；所述第一至第四惯性测量单元与主控制芯片(5)电信号联接；所述第一至第四惯性测量单元将平面分为四个象限。

2.根据权利要求1所述的一种四象限全方位惯性测量系统，其特征在于：所述第一至第四惯性测量单元相同。

3.根据权利要求1所述的一种四象限全方位惯性测量系统，其特征在于：所述四个象限中-45°至45°为第一象限，以此类推依次为第二象限、第三象限和第四象限。

4.根据权利要求3所述的一种四象限全方位惯性测量系统，其特征在于：所述四个象限角度可根据实际需要设置。

技术总结
一种四象限全方位惯性测量系统，包括基座、安装在基座上的主控制芯片及第一惯性测量单元至第四惯性测量单元；所述第一至第四惯性测量单元将平面分为四个象限；第一至第四惯性测量单元相同；将四个象限中‑45°至45°设为第一象限，以此类推依次为第二象限、第三象限和第四象限；当导弹在高空中做飞行位置姿态调整时，主控制芯片会根据到弹上的传感器信息做出判断选取打开相应的象限通道，启动某个惯性测量单元，读取测量信息，将信息发送至导弹飞控板进行姿态解算，能够大大提高导弹的飞行的质量，达到精准跟踪打击目标的目的；本实用新型具有全方位多角度测量、安装简单、成本低、实用性强的优点。

技术研发人员：许孝敏;党宏涛;龚元霞;田怀谷;高育宾
受保护的技术使用者：西京学院
技术研发日：2019.11.15
技术公布日：2020.05.26