一种卫星惯性测量装置的制作方法

1.本发明涉及卫星控制领域，特别是涉及一种卫星惯性测量装置。


背景技术：

2.卫星作为航天产业的基础，所提供的空间信息、时间基准信息基本覆盖到社会的各个方面，不仅有利于电信、广播、交通运输和农业等传统产业的结构升级，更能够加速新兴产业的发展，卫星产业已成为拉动经济增长的引擎之一。而惯性器件是卫星控制系统的重要敏感元件，是保证卫星稳定有效工作的重要组成部分。
3.随着微小型卫星的爆发式发展，对星上用惯性导向产品的需求量也大幅增加。如微纳型卫星之类的小卫星，不但需要陀螺来获取敏感角速度信息，在任务阶段进行的快速变轨、抵近、绕飞等机动动作，还需要有加速度敏感器来进行位置信息测量。而微小型平台对星上产品的体积重量功耗等约束条件越来越严苛，现有的光纤惯性导向组合产品多是真对高精度应用场景，产品自身体积重量功耗都相对较高，很难满足当前微小型卫星平台的应用需求。而微机电系统惯性组装产品虽然在体积重量功耗上具有极大优势，但由于其自身敏感机理的局限性，很难解决巨大的零位误差及温度漂移问题，且空间应用的可靠性及寿命也无法保证。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题至少之一，本发明第一个实施例提供一种卫星惯性测量装置，包括：
5.具有开口的第一壳体，所述第一壳体包括底座以及位于底座上的基座，所述基座与所述底座形成所述开口；
6.与所述开口对应的第二壳体，所述第二壳体与所述基座形成容腔；
7.位于所述容腔内的底座端面的光源模块，配置为出射光源；
8.沿x方向上设置在所述基座的第一侧壁上的第一陀螺仪组件，配置为获取所述卫星的第一模拟量信息以及根据所述光源获取所述卫星在x方向上的第一数字量信息；
9.沿y方向上设置在所述基座的第二侧壁上的第二陀螺仪组件，配置为获取所述卫星的第二模拟量信息以及根据所述光源获取所述卫星在y方向上的第二数字量信息；
10.沿z方向上设置在所述容腔中的第三陀螺仪组件，配置为获取所述卫星的第三模拟量信息以及根据所述光源获取所述卫星在z方向上的第三数字量信息；
11.设置在所述基座上的数据处理模块，配置为根据所述第一模拟量信息、所述第一数字量信息、所述第二模拟量信息、所述第二数字量信息、所述第三模拟量信息以及所述第三数字量信息输出惯性测量数据。
12.进一步的，所述第一陀螺仪组件包括：自第一侧壁上依次设置的第一光电探测器、第一陀螺电路、第一加速度传感器以及第一陀螺仪，其中
13.所述第一加速度传感器获取第一模拟量信息并通过所述第一陀螺电路输出至所
述数据处理模块；
14.所述第一光电探测器根据所述光源输出第一探测频率信号；
15.所述第一陀螺仪通过第一陀螺电路并根据所述第一探测频率信号得到第一数字量信息，以及将所述第一数字量信息输出至所述数据处理模块；
16.所述第二陀螺仪组件包括：自第二侧壁上依次设置的第二光电探测器、第二陀螺电路、第二加速度传感器以及第二陀螺仪，其中
17.所述第二加速度传感器获取第二模拟量信息并通过所述第二陀螺电路输出至所述数据处理模块；
18.所述第二光电探测器根据所述光源输出第二探测频率信号；
19.所述第二陀螺仪通过第二陀螺电路并根据所述第二探测频率信号得到第二数字量信息，以及将所述第二数字量信息输出至所述数据处理模块；
20.所述第三陀螺仪组件包括：自第二侧壁上依次设置的第三光电探测器、第三陀螺电路、第三加速度传感器以及第三陀螺仪，其中
21.所述第三加速度传感器获取第三模拟量信息并通过所述第三陀螺电路输出至所述数据处理模块；
22.所述第三光电探测器根据所述光源输出第三探测频率信号；
23.所述第三陀螺仪基于所述第三探测频率信号得到第三数字量信息并通过第三陀螺电路输出至所述数据处理模块。
24.进一步的，所述第一陀螺电路包括：采集所述第一探测频率信号的第一采集电路以及对所述第一探测频率信号进行滤波的第一数字量滤波电路；
25.所述第二陀螺电路包括：采集所述第二探测频率信号的第二采集电路以及对所述第二探测频率信号进行滤波的第二数字量滤波电路；
26.所述第三陀螺电路包括：采集所述第三探测频率信号的第三采集电路以及对所述第三探测频率信号进行滤波的第三数字量滤波电路。
27.进一步的，所述第一数字量滤波电路配置为，对采集的第一探测频率信号进行中值滤波，并在输出至所述数据处理模块之前进行非递归型滤波；
28.第二数字量滤波电路配置为，对采集的第二探测频率信号进行中值滤波，并在输出至所述数据处理模块之前进行非递归型滤波；
29.第三数字量滤波电路配置为，对采集的第三探测频率信号进行中值滤波，并在输出至所述数据处理模块之前进行非递归型滤波。
30.进一步的，所述数据处理模块包括：
31.位于所述基座的第四侧壁上的第二系统板，配置为接收并转换所述第一模拟量信息、第二模拟量信息以及第三模拟量信息，并将转换的所述第一模拟量信息、第二模拟量信息以及第三模拟量信息输出；以及
32.位于所述基座上第三侧壁上的第一系统板，配置为基于接收的所述第一数字量信息、所述第二数字量信息、所述第三数字量信息、转换后的所述第一模拟量信息、转换后的第二模拟量信息以及转换后的第三模拟量信息生成所述惯性测量数据。
33.进一步的，所述第一系统板进一步配置为，
34.对所述第一数字量信息、第二数字量信息以及所述第三数字量信息、转换后的所
述第一模拟量信息、转换后的第二模拟量信息以及转换后的第三模拟量信息进行整数处理；
35.对所述第一数字量信息、第二数字量信息、第三数字量信息、所述第一模拟量信息、所述第二模拟量信息以及所述第三模拟量信息进行滤波处理；
36.对所述第一数字量信息、所述第二数字量信息、所述第三数字量信息、所述第一模拟量信息、所述第二模拟量信息以及所述第三模拟量信息进行浮点处理以得到所述惯性测量数据。
37.进一步的，所述第一模拟量信息包括第一温度信息以及加速度信息，所述第二模拟量信息包括第二温度信息以及第二加速度信息，所述第三模拟量信息包括第三温度信息以及第三加速度信息；
38.所述第一系统板进一步设置为：
39.对所述的第一温度信息、第二温度信息以及第三温度信息进行卡尔曼滤波处理；
40.对所述的第一加速度信息、第二加速度信息以及第三加速度信息进行均值滤波处理。
41.进一步的，所述第一系统板还配置为采用时间片轮调的方式处理所述第一数字量信息、所述第二数字量信息、所述第三数字量信息、转换后的所述第一模拟量信息、转换后的第二模拟量信息以及转换后的第三模拟量信息生成所述惯性测量数据。
42.进一步的，所述卫星惯性测量装置还包括通信模块，配置为输出所述惯性测量数据，所述通信模块包括至少两个控制器局域网络；
43.和/或
44.所述卫星惯性测量装置还包括电源模块，配置为为接入电源提供保护，
45.其中，所述电源模块包括：
46.隔离电源，配置为将接入电源的电压变压为满足预设工作电压阈值的工作电源；
47.滤波单元，配置为对所述工作电源进行滤波；
48.电源保护单元，配置为对所述隔离电源进行保护。
49.进一步的，所述光源模块包括：
50.超辐射发光二极管，配置为输出光源；
51.驱动电路，配置为驱动所述超辐射发光二极管发射所述光源；以及
52.光电耦合器，配置为将所述光源输出至所述第一陀螺仪组件、第二陀螺仪组件以及第三陀螺仪组件。
53.本发明的有益效果如下：
54.本发明针对目前现有的问题，制定一种卫星惯性测量装置，通过分别设置在三个方向上的陀螺仪组件分别获取卫星在每一个方向数字量信息以及模拟量信息，并将所有的数字量信息以及模拟量信息传输到所述数据处理模块中进行处理以得到卫星的惯性测量数据，本发明实施例的惯性测量装置在满足获取卫星惯性测量数据的功能需求的基础上，通过集成性的陀螺仪组件进一步减小测量装置的体积与重量，进而实现测量装置的小型化，提高惯组的空间环境适应性，具有广泛的应用前景。
附图说明
55.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
56.图1示出本发明的一个实施例卫星惯性测量装置的框架系统示意图；
57.图2示出本发明的一个实施例卫星惯性测量装置的结构示意图；
58.图3示出本发明的一个可选实施例的卫星惯性测量装置的框架系统示意图。
具体实施方式
59.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
60.需要说明的是，本文中所述的“在
……
上”、“在
……
上形成”和“设置在
……
上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。
61.还需要说明的是，在本文的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。现有技术采用通常采用以下方式实现双面显示。
62.如图1和图2所示，本发明实施例提出一种卫星惯性测量装置1，其包括：
63.具有开口的第一壳体11，所述第一壳体包括底座111以及位于底座上的基座112，所述基座与所述底座形成所述开口；
64.与所述开口对应的第二壳体12，所述第二壳体12与所述基座112形成容腔；
65.位于所述容腔内的底座端面的光源模块13，配置为输出光源；
66.沿x方向上设置在所述基座112的第一侧壁上的第一陀螺仪组件14，配置为获取所述卫星的第一模拟量信息以及根据所述光源获取所述卫星在x方向上的第一数字量信息；
67.沿y方向上设置在所述基座112的第二侧壁上的第二陀螺仪组件15，配置为获取所述卫星的第二模拟量信息以及根据所述光源获取所述卫星在y方向上的第二数字量信息；
68.沿z方向上设置在所述容腔中的第三陀螺仪组件16，配置为获取所述卫星的第三模拟量信息以及根据所述光源获取所述卫星在z方向上的第三数字量信息；
69.设置在所述基座112上的数据处理模块17，配置为根据所述第一模拟量信息、所述第一数字量信息、所述第二模拟量信息、所述第二数字量信息、所述第三模拟量信息以及所述第三数字量信息输出惯性测量数据。
70.本发明实施例通过设置在三个方向上的陀螺仪组件(14～16)分别获取卫星在每
一个方向数字量信息以及模拟量信息，并将所有的数字量信息以及模拟量信息传输到所述数据处理模块中进行处理以得到卫星的惯性测量数据，本发明实施例的惯性测量装置在满足获取卫星惯性测量数据的功能需求的基础上，通过集成性的陀螺仪组件进一步减小测量装置的体积与重量，进而实现测量装置的小型化，提高惯组的空间环境适应性，具有广泛的应用前景。
71.示例性的，本发明实施例的x、y以及z三个方向为基于世界坐标系的方向。
72.在本实施例中，该卫星惯性测量装置通过螺栓连接安装在卫星舱体内。光源模块用来给每一陀螺仪组件提供稳定的光源。
73.在一个可选的实施例中，如图2所示，所述光源模块13包括：超辐射发光二极管131、驱动电路132以及光电耦合器133；
74.其中，所述驱动电路配置为驱动所述超辐射发光二极管发射所述光源，在一个具体示例中，该光源为偏振光。所述光电耦合器配置为将所述光源输出至所述第一陀螺仪组件、第二陀螺仪组件以及第三陀螺仪组件。示例性的，如图1所示，光电耦合器通过三个电路进行传输，分别对应每一方向上述陀螺仪。
75.设置在x、y、z三个方向上的陀螺仪组件进行卫星的状态监控，在一个具体示例中，在x方向、y方向、以及z方向上的每一陀螺仪组件根据该光源以预设频率检测卫星在每一方向上的数字量信息，例如：角增量信息。
76.本发明实施例的惯性测量装置具有体积小、重量轻、集成性强的优点，在一个具体示例中，如图2所示，第三陀螺仪组件16设置在第一壳体11和第二壳体12之间的容腔中，第一陀螺仪组件14和第二陀螺仪组件15设置在第一壳体11的外侧壁上，从而将设置在三个方向的陀螺仪组件14-16集成在第一壳体11上，有效减小测量装置的体积与重量，进而实现测量装置的小型化.
77.进一步的，数据处理模块对采集的卫星在各个方向上的数字量信息以及模拟量信息进行处理，从而输出惯性测量数据发送到卫星主机上，整个数据采集、处理以及传输的过程效率高，精度高。
78.在一个具体示例中，本发明实施例的第一壳体11和第二壳体12相互配合设置，在有效安装三个方向上的陀螺仪组件的基础上，去除了整体的规则形状外壳，进一步减小了体积和重量。在本实施例中，第一壳体11的基座112能够满足水平面上x、y方向的陀螺仪组件的安装，从而实现测量装置的小型化，提高测量装置的空间环境适应性，具有广泛的应用前景。
79.并且，本发明实施例中三个方向上的陀螺仪组件均能够与第一壳体和第二壳体密切接触，陀螺仪组件上的高功率元器件能够将热量高效传递至外侧安装面上，从而解决星上真空环境中的散热问题。
80.在一个具体示例中，如图1所示，底座111上设置有便于光纤走线的光纤槽1111，以方便光纤走线和产品减重。该测量装置整体设置在卫星舱体内，基于测量装置与卫星的相对位置关系，本发明实施例将光纤设置测量装置整体的外侧，设置有陀螺电路的电路板位于测量装置整体的内侧，进一步通过光纤及辐射不敏感的卫星安装器件实现辐射屏蔽作用，避免数据信号传输过程中的串扰。
81.在一个可选的实施例中，如图1所示，所述第一陀螺仪组件14包括：自第一侧壁上
依次设置的第一光电探测器、第一陀螺电路141、第一加速度传感器142以及第一陀螺仪143，其中
82.所述第一加速度传感器142获取第一模拟量信息并通过所述第一陀螺电路141输出至所述数据处理模块；
83.所述第一光电探测器根据所述光源输出第一探测频率信号；
84.所述第一陀螺仪143根据所述第一探测频率信号得到第一数字量信息，以及将所述第一数字量信息通过第一陀螺电路141输出至所述数据处理模块17；
85.所述第二陀螺仪组件15包括：自第二侧壁上依次设置的第二光电探测器、第二陀螺电路151、第二加速度传感器152以及第二陀螺仪153，其中
86.所述第二加速度传感器152获取第二模拟量信息并通过所述第二陀螺电路151输出至所述数据处理模块17；
87.所述第二光电探测器根据所述光源输出第二探测频率信号；
88.所述第二陀螺仪153根据所述第二探测频率信号得到第二数字量信息，以及通过第二陀螺电路151将所述第二数字量信息输出至所述数据处理模块17；
89.所述第三陀螺仪组件16包括：自第二侧壁上依次设置的第三光电探测器、第三陀螺电路161、第三加速度传感器162以及第三陀螺仪163，其中
90.所述第三加速度传感器162获取第三模拟量信息并通过所述第三陀螺电路161输出至所述数据处理模块17；
91.所述第三光电探测器根据所述光源输出第三探测频率信号；
92.所述第三陀螺仪163基于所述第三探测频率信号得到第三数字量信息并通过第三陀螺电路161输出至所述数据处理模块17。
93.在本实施例中，如图2所示，设置在每一方向上的陀螺仪组件均包括一个直接采集卫星在该方向上模拟量信息的加速度传感器，在一个具体示例中，加速度传感器采集的模拟量信息包括温度信息以及加速度信息，加速度传感器的可采用mems加速度计，其具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成的优点，能够测量卫星在三维惯性空间中的线加速度。
94.在本实施例中，每一方向上的陀螺仪组件的电路，以及该方向上的加速度传感器均集成在一个组件壳体内，以提高集成性，具体的，该组件壳体为圆柱体。并且，本发明实施例的加速度传感器既能够获得加速度信息，又能获得温度信息，在一个具体示例中，该本实施例的第一加速度传感器、第二加速度传感器以及第三加速度传感器为mems加速度计，例如贴片式微机械传感器、石英传感器，其内部设置有温度传感器利用该类型传感器与对应方向上的陀螺仪形成陀螺仪组件，从而能够快速以及准确的获取模拟量信息。
95.示例性的，本发明实施例利用设置在组件壳体内部的加速度传感器获取温度信息，无需设置额外的温度传感器，减小冗余器件，提高本发明实施例的惯性测量装置的集成性，并且，设置在组件壳体内的加速度传感器与各器件电路距离极近，获取的温度信息精度较高。
96.在本发明实施例中，每一方向上的陀螺仪组件还包括直接采集光源的光电探测器(图1中未示出)，光电探测器根据光源输出该方向上的探测频率信号，第三陀螺仪基于所述第三探测频率信号得到数字量信息，例如角增量信息，并通过陀螺电路将该信息输出至所
述数据处理模块，使得数据处理模块对数字量信息进行处理。
97.本发明实施例的每一方向上的陀螺仪组件，均包括光电探测器、陀螺电路以及第三陀螺仪。在一个具体示例中，x、y方向上的陀螺仪组件自第一壳体的基座侧壁向外侧依次设置带有陀螺电路的陀螺板、加速度传感器以及陀螺仪。z轴陀螺仪组件自远离底座端面的方向上依次设置加速度传感器、陀螺仪以及带有陀螺电路的陀螺电路板，充分利用每一方向上的安装空间。本领域技术人员根据实际应用设置每一方向上的陀螺仪组件的具体排列方式，在此不再赘述。
98.在本发明实施例中，如图1所示，每一方向的陀螺仪组件均独立安装，便于拆卸以及安装，并且在安装前可单独进行调试测试，在另一个具体示例中，每一方向上的陀螺仪组件均能够进行独立的故障维护，无需拆卸整套测量装置，有效提高测试装置的装配及调试效率。
99.在一个可选的实施例中，所述第一陀螺电路包括：采集所述第一探测频率信号的第一采集电路以及对所述第一探测频率信号进行滤波的第一数字量滤波电路；
100.所述第二陀螺电路包括：采集所述第二探测频率信号的第二采集电路以及对所述第二探测频率信号进行滤波的第二数字量滤波电路；
101.所述第三陀螺电路包括：采集所述第三探测频率信号的第三采集电路以及对所述第三探测频率信号进行滤波的第三数字量滤波电路。
102.本发明实施通过的陀螺电路通过采集电路采集探测频率信号，并利用数字量滤波电路消除噪声，从而获得提高测量精度。进一步的，本实施例中每一方向的陀螺电路均设置有对应的采集电路以及对应的滤波电路，从而确保陀螺仪组件对卫星每一方向上的测量精度。
103.在一个可选的实施例中，所述第一数字量滤波电路配置为，对采集的第一探测频率信号进行中值滤波，并在输出至所述数据处理模块之前进行非递归型滤波(fir滤波)；
104.第二数字量滤波电路配置为，对采集的第二探测频率信号进行中值滤波，并在输出至所述数据处理模块之前进行fir滤波；
105.第三数字量滤波电路配置为，对采集的第三探测频率信号进行中值滤波，并在输出至所述数据处理模块之前进行fir滤波。
106.现有技术模拟滤波器包括运算放大器和阻容器件，其存在参数固定不易调试，以及占用陀螺板面积的问题，本发明实施例通过数字信号处理技术的滤波电路实现滤波功能，使用数字滤波技术代替模拟滤波器，在陀螺板的可编程器件上运用数字信号处理技术即可实现滤波功能，且在陀螺板的光电探测器采样处使用中值滤波器，在数据输出处使用非递归型滤波器(fir滤波器)，不增加额外器件且参数可调，且极大地简化了陀螺仪组件的占用体积。
107.在一个可选的实施例中，如图1和如图2所示，所述数据处理模块17包括：
108.位于所述基座的第四侧壁上的第二系统板172，配置为接收并转换所述第一模拟量信息、第二模拟量信息以及第三模拟量信息，并将转换的所述第一模拟量信息、第二模拟量信息以及第三模拟量信息输出；以及
109.位于所述基座上第三侧壁上的第一系统板171，配置为基于接收的所述第一数字量信息、所述第二数字量信息、所述第三数字量信息、转换后的所述第一模拟量信息、转换
后的第二模拟量信息以及转换后的第三模拟量信息生成所述惯性测量数据。
110.如图1所示，基座112包括四个侧壁，第一侧壁和第二侧壁垂直，其上分别安装有该方向上的陀螺仪组件，第三侧壁和第四侧壁同样垂直，其上分别设置有第一系统板171和第二系统板172，本发明的实施例并不限制第一系统板和第二系统板的在侧壁上的具体位置。
111.如图1所示，在基座侧壁上设置有沿x方向设置的第一陀螺仪组件以及沿y方向设置的第二陀螺仪组件，第一系统板171和第二系统板172分别位于基座112的其余侧壁上，充分利用了基座的安装空间，在一个具体示例中，图1所示的测量装置整体尺寸为74.7mm
×
74.7mm
×
53.5mm，第一系统板和第二系统板的尺寸减小到22*40mm，有效实现测量装置的小型化需求。
112.在一个具体示例中，以x方向上的陀螺仪组件为例，第二系统板能够利用ad转换电路将x方向上的陀螺仪得到的x方向模拟量信息转换为数字量，例如将作为模拟量传输的x方向加速度信息以及x方向温度信息转换为x方向数字量信息，并将转换后的模拟量信息输出至第一系统板进行数据处理。并且，第一系统板能够直接接收x方向上的陀螺仪组件传输的数字量信息，例如，x方向上的第一陀螺仪检测得到的角增量信息。进一步的，第一系统板对数字量的角增量信息、转换为数字量的加速度信息以及转换为数字量的温度信息进行处理，以得到惯性测量数据。
113.在本发明实施例中，y方向、z方向上的陀螺仪以及对应方向上的加速度传感器的工作原理与上述相同，本发明实施例通过第二系统板获取模拟量信息，通过第一系统板获得数字量信息，并将数字量信息模拟量信息进行处理，从而得到准确地惯性测量数据，在硬件上，本发明实施例通过将系统板分别设置在不同基座侧壁，从而减小系统板的整体占用面积，在实现卫星惯性测量的基础上，进一步实现小型化。
114.在一个可选的实施例中，所述第一系统板进一步配置为，
115.对所述第一数字量信息、第二数字量信息以及所述第三数字量信息、转换后的所述第一模拟量信息、转换后的第二模拟量信息以及转换后的第三模拟量信息；
116.对所述第一数字量信息、第二数字量信息、第三数字量信息、所述第一模拟量信息、所述第二模拟量信息以及所述第三模拟量信息进行滤波处理；
117.对所述第一数字量信息、所述第二数字量信息、所述第三数字量信息、所述第一模拟量信息、所述第二模拟量信息以及所述第三模拟量信息进行浮点处理以得到所述惯性测量数据。
118.本发明实施例利用外设的系统板作为mcu微控制器进行数据处理，在所述第一系统板的数据处理过程中，分别对x方向上的第一陀螺仪输出的角增量信息、y方向上的第二陀螺仪输出的角增量信息以及z方向上的第三陀螺仪输出的角增量信息，进行整数处理以及均值滤波，并且第一系统板对第二系统板输出至第一系统板的数据同样进行整数处理，例如，对第一加速度传感器获取的卫星在x方向上的加速度信息以及温度信息、对第二加速度传感器获取的卫星在y方向上的加速度信息以及温度信息、以及对第三加速度传感器获取的卫星在z方向上的加速度信息以及温度信息进行整数处理。
119.进一步的，第一系统板对每一方向的温度信息进行卡尔曼滤波，以及对每一方向的加速度信息以及角向量信息进行均值滤波，从而避免全部数据量求均值时的大量运算，以降低系统板的运算负载。
120.然后，第一系统板对分别滤波处理后的关于卫星在x方向的角向量信息、加速度信息、以及温度信息，对关于卫星在y方向的角向量信息、加速度信息、以及温度信息，以及关于卫星在z方向的角向量信息、加速度信息、以及温度信息进行浮点数计算，从而最终得到数据精度较高的惯性测量数据。
121.在上述过程中，本发明实施例首先对每一方向上的角增量信息、温度信息以及加速度信息进行整数计算，避免由于全部数据信息进行浮点计算造成的运算复杂，第一系统板的负载加重；并且本发明实施例还采用对每一方向上的温度信息进行卡尔曼滤波，以及对每一方向的加速度信息以及角向量信息进行均值滤波，从而避免全部数据量求均值时的大量运算，以降低系统板的运算负载，第一系统板的上述全部数据信息的处理过程中采用时间片轮调的方式，将全部数据的处理时间平摊到其他空闲时间，能够降低计算量峰值，提高处理效率，在有限的硬件资源下实现大量数据的快速采集以及有效处理。
122.在一个可选的实施例中，如图3所示，所述卫星惯性测量装置1还包括通信模块18，配置输出所述惯性测量数据，所述通信模块包括至少两个控制器局域网络can。示例性的，其中一个can作为主can，另一个can作为备用can。在一个具体示例中，控制器局域网络的核心为can2.0b。
123.具体的，本发明实施例利用通信模块将第一系统板处理得到的惯性测量数据传输至外部设备，在一个具体示例中，第一系统板上可集成两个can2.0b核心的控制器局域网络，从而实现本发明实施例的惯性测量装置与其他外部星上系统的双路冗余通信。
124.在一个可选的实施例中，如图3所示，所述卫星惯性测量装置1还包括电源模块19，配置为接入电源提供保护，
125.其中，所述电源模块包括：
126.隔离电源191，配置为将接入电源的电压变压为满足预设工作电压阈值的工作电源；
127.滤波单元192，配置为对所述工作电源进行滤波；
128.电源保护单元193，配置为对所述隔离电源进行保护，例如，电源保护单元为浪涌抑制单元。
129.在本发明实施例中，电源模块为惯性测量装置供电，通过滤波单元以及电源保护单元对隔离电源进行保护，提高惯性测量装置的整体性能以及使用寿命。
130.现以图2所示和图3所示的惯性测量装置的整个流程进行说明：
131.将本发明实施例的惯性测量装置安装并固定在卫星舱体内，光源模块13分别输出光源至x方向、y方向以及z方向上的第一陀螺仪组件14、第二陀螺仪组件15以及第三陀螺仪组件16。其中，对应方向的陀螺仪组件中的光电探测器根据光源以预设频率进行采样且输出频率信号，对应方向的陀螺仪能够根据该频率信号检测卫星当前的角增量并输出作为数字量的角增量信息，并且对应方向的加速度传感器能够检测卫星当前的模拟量信息，包括作为模拟量的加速度信息以及作为模拟量的温度信息。
132.其中，数字量信息直接输出至第一系统板171，由第一系统板进行数据处理，包括对数字量的角增量信息以时间片论调处理的方式进行整数计算、均值滤波以及浮点计算。而模拟量的加速度信息以及温度信息输出至第二系统板172进行数模转换，第二系统板将转换后的作为数字量输出的加速度信息以及作为数字量输出的温度信息输出至第一系统
进行数据处理，利用第二系统板进行数模转换，从而能够降低第一系统板的运行负载。
133.进一步的，第一系统板171接收第二系统板172传输的x方向、y方向以及z方向上的已经转换后的加速度信息和温度信息，并进行数据信息的处理，同前述角增量信息的处理过程类似。
134.具体的，第一系统板对已转换的数字量的温度信息和加速度信息以时间片论调处理的方式进行整数计算，然后分别对加速度信息进行均值滤波处理，并对温度信息进行卡尔曼滤波处理，最后将经上述滤波处理的温度信息以及加速度信息以时间片论调的方式进行浮点计算，从而得到温度信息以及加速度信息的数据信息。
135.由此，得到本发明实施例的惯性测量装置测量得到的关于角增量信息、温度信息以及加速度信息的惯性测量数据，较现有技术占用空间较大，处理效率低的基于fpga+dsp平台电路板，本发明实施例的惯性测量装置能够实现在卫星中外设陀螺仪组件实现惯性数据的采集，利用高集成性且分散设置的第一系统板和第二系统板进行大量数据的处理和输出，有效提高数据处理效率，降低系统板的运行负载。在一个具体示例中，本发明实施例的第一系统板和第二系统板的总体占用面积为22*40mm，相比现有的fpga+dsp方案所需的系统板的占用空间(100*100mm空间)，有效降低。
136.进一步的，该惯性测量装置能够通过通信模块利用控制器局域网络将惯性测量数据与外部的星上系统进行数据传输。示例性的，第一系统板上可集成两个can2.0b核心的控制器局域网络，从而实现本发明实施例的惯性测量装置与其他外部星上系统的双路冗余通信。本发明实施例的惯性模组测量装置进行卫星数据传输，真个过程处理速度快，测量精度高。
137.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。