【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，屬于航天設(shè)備領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、當(dāng)前國內(nèi)外科技技術(shù)迅猛進(jìn)步，特別是人工智能、大數(shù)據(jù)、新材料與新動力等領(lǐng)域的突破性發(fā)展，已經(jīng)深刻重塑了現(xiàn)代技術(shù)革命的存在形式。這些技術(shù)的日益成熟，為航天空天裝備的革新注入了強大動力，導(dǎo)致其應(yīng)對能力和方式發(fā)生了根本性的變化。與此同時，隨著航天工業(yè)及飛行器系統(tǒng)向更高層次邁進(jìn)，傳統(tǒng)航天電子設(shè)備的分立式布局已無法滿足當(dāng)前輕量化、小型化、高精度的需求，為此實現(xiàn)航天電子系統(tǒng)的輕質(zhì)小型化及高精度測量功能，在未來復(fù)雜多變的戰(zhàn)場環(huán)境中保持競爭優(yōu)勢具有重要作用。
2、專利《一體化彈載綜合電子系統(tǒng)》(cn116165949a)，該系統(tǒng)采用相互疊層布局設(shè)計將各功能模塊集成在綜合電子系統(tǒng)整機內(nèi)部，將傳統(tǒng)分立式的功能單機設(shè)備整合成一體化綜合電子設(shè)備，實現(xiàn)其電氣系統(tǒng)的一體化、小型化。但其系統(tǒng)不具備慣測參數(shù)自標(biāo)定功能，不能滿足當(dāng)前航天電子系統(tǒng)慣性測量精度長期貯存的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，優(yōu)先選用成熟可靠的結(jié)構(gòu)、電氣、功能方案，確保航天電子系統(tǒng)的可靠性；以減輕重量、節(jié)約空間為目標(biāo)，有效提高航天電子系統(tǒng)的輕質(zhì)小型化水平。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，包括：綜合信息處理模塊、三自慣組模塊、衛(wèi)導(dǎo)射頻模塊、電源電控模塊，電氣互聯(lián)組件，其中：
3、綜
4、三自慣組模塊包括慣性測量組件和雙軸轉(zhuǎn)位機構(gòu)，其中慣性測量組件包括了三個軸向的光纖陀螺、三個加速度計以及if轉(zhuǎn)換電路，用于航天電子系統(tǒng)坐標(biāo)系三個方向的視加速度和角速度測量，并將測量的加速度和角速度信息發(fā)送給綜合信息處理模塊；雙軸轉(zhuǎn)位機構(gòu)包括內(nèi)框架軸系、外框架軸系和電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)包含旋鎖電路及相關(guān)線路，內(nèi)框架軸系、外框架軸系兩端分別安裝力矩電機和多級旋變測角器，和旋鎖電路形成閉環(huán)控制回路，共同控制框架軸系帶動轉(zhuǎn)位機構(gòu)內(nèi)臺體的旋轉(zhuǎn)及定位；
5、衛(wèi)導(dǎo)射頻模塊負(fù)責(zé)射頻信號的下變頻、濾波放大、抗干擾處理，向綜合信息處理模塊輸出數(shù)字中頻信號；
6、電源電控模塊負(fù)責(zé)航天電子系統(tǒng)各功能模塊的二次電源變換以及飛行器其余單機的一次電源供配電、點火時序控制、點火線路自檢和時序電壓遙測采集；
7、電氣互聯(lián)組件負(fù)責(zé)航天電子系統(tǒng)內(nèi)部電氣互聯(lián)功能。
8、優(yōu)選的，衛(wèi)導(dǎo)射頻模塊包括設(shè)備北斗射頻通道、機載北斗射頻通道以及北斗短報文射頻通道，其中：
9、設(shè)備北斗射頻通道接收衛(wèi)星信號經(jīng)過低噪放處理后，通過射頻芯片進(jìn)行混頻處理，然后線性搬移至中頻，經(jīng)抗干擾處理后輸出設(shè)備北斗射頻通道數(shù)字中頻信號到綜合信息處理模塊；
10、機載北斗射頻通道接收機載衛(wèi)星信號經(jīng)過低噪放處理后，通過射頻芯片進(jìn)行下變頻處理，輸出機載北斗射頻通道數(shù)字中頻信號到綜合信息處理模塊進(jìn)行處理；
11、北斗短報文射頻通道接收北斗衛(wèi)星產(chǎn)生的rdss信號，經(jīng)低噪放處理后，通過射頻芯片進(jìn)行下變頻處理，輸出北斗短報文射頻通道數(shù)字中頻信號到綜合信息處理模塊進(jìn)行處理；
12、抗干擾處理單元通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集衛(wèi)星模擬中頻信號，輸出到衛(wèi)星射頻模塊中的fpga芯片進(jìn)行抗干擾處理并以數(shù)字中頻形式輸出。
13、優(yōu)選的，慣性測量組件的三個軸向的光纖陀螺、三個加速度計以及if轉(zhuǎn)換電路，均裝配在轉(zhuǎn)位機構(gòu)內(nèi)臺體中，其中：
14、三個軸向的光纖陀螺采用基于全數(shù)字閉環(huán)方案的三軸一體光纖陀螺設(shè)計；
15、加速度計選用石英撓性加速度計，加速度計內(nèi)部表芯端面安裝數(shù)字溫度傳感器；
16、if轉(zhuǎn)換電路的主要功能是將加速度計輸出的電流模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并發(fā)送至綜合信息處理模塊；包括三個轉(zhuǎn)換通道，分別完成x、y、z共三軸加速度計輸出信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換。
17、優(yōu)選的，電源電控模塊包括電源配電單元和電控單元，其中：
18、電源配電單元負(fù)責(zé)二次電源變換、一次電源供配電以及電源控制功能；
19、電控單元實現(xiàn)功率驅(qū)動、時序控制處理以及自檢遙測功能。
20、優(yōu)選的，電源電控模塊的電控單元中：
21、功率驅(qū)動設(shè)計采用多路時序電路并聯(lián)冗余設(shè)計；
22、時序控制設(shè)計選用fmql20s處理器為硬件平臺，包含可編程邏輯部分pl和處理系統(tǒng)部分ps兩類資源，可編程邏輯部分pl端負(fù)責(zé)多路電氣時序、開關(guān)量、數(shù)據(jù)采集、通訊接口邏輯控制功能，處理系統(tǒng)部分ps端負(fù)責(zé)接收可編程邏輯部分pl端數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理及在線升級功能；
23、自檢遙測設(shè)計通過自檢使能控制自檢電源的通斷，實現(xiàn)火工品阻值檢測功能；通過解鎖供電保險及響應(yīng)時序控制指令，實現(xiàn)相應(yīng)時序通道電壓遙測功能。
24、優(yōu)選的，三自慣組模塊在進(jìn)行自標(biāo)定時，采用基于雙軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)級標(biāo)定方法：
25、綜合信息處理模塊利用測量的加速度和角速度信息建立數(shù)學(xué)模型，通過kalman濾波技術(shù)對建立的數(shù)學(xué)模型的誤差進(jìn)行實時估計，獲得數(shù)學(xué)模型中的所有誤差參數(shù)，提高慣導(dǎo)系統(tǒng)在動態(tài)環(huán)境下的導(dǎo)航精度，實現(xiàn)系統(tǒng)慣性測量參數(shù)自標(biāo)定功能。
26、優(yōu)選的，綜合信息處理模塊的主控處理器和協(xié)處理器組成信息處理最小系統(tǒng)單元，其中：
27、主控處理器采用ft-m6678芯片，其中四個核完成制導(dǎo)、姿控運算、雷達(dá)測高計算和地形匹配，剩余的四個核作為備份；
28、協(xié)處理器采用fmql45t芯片，其中可編程邏輯部分pl端負(fù)責(zé)接口邏輯控制和慣測信號采集，處理系統(tǒng)部分ps端負(fù)責(zé)慣測誤差補償和fmql45t軟件在線更新；
29、ft-m6678芯片和fmql45t芯片通過emif總線、srio總線互連，并擴(kuò)展外部存儲器。
30、優(yōu)選的，綜合信息處理模塊還包括外設(shè)接口單元，外設(shè)接口單元包括數(shù)據(jù)存儲器、rs422a、rs232、輸入輸出開關(guān)量和1553b的接口。
31、優(yōu)選的，系統(tǒng)設(shè)備最大外包絡(luò)尺寸為260mm×220mm×150mm，設(shè)備殼體材料選用2a12牌號t4狀態(tài)鋁合金；
32、系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部采用分域設(shè)計思路，各模塊的區(qū)域相互隔離，同時各模塊采用高低器件錯位布置方式，充分利用內(nèi)部空間；且三自慣組模塊布置于產(chǎn)品的中心位置，減少慣組模塊的偏心。
33、優(yōu)選的，電氣互聯(lián)組件采用柔性設(shè)計，各功能模塊通過柔性電氣互聯(lián)組件完成信號傳輸與電源供電，減少空間占用。
34、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
35、(1)本專利技術(shù)采本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于包括：綜合信息處理模塊、三自慣組模塊、衛(wèi)導(dǎo)射頻模塊、電源電控模塊，電氣互聯(lián)組件，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：衛(wèi)導(dǎo)射頻模塊包括設(shè)備北斗射頻通道、機載北斗射頻通道以及北斗短報文射頻通道，其中：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：慣性測量組件的三個軸向的光纖陀螺、三個加速度計以及IF轉(zhuǎn)換電路，均裝配在轉(zhuǎn)位機構(gòu)內(nèi)臺體中，其中：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：電源電控模塊包括電源配電單元和電控單元，其中：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：電源電控模塊的電控單元中：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：三自慣組模塊在進(jìn)行自標(biāo)定時，采用基于雙軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)級標(biāo)定方法：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：綜合信息處理模塊還包括外設(shè)接口單元，外設(shè)接口單元包括數(shù)據(jù)存儲器、RS422A、RS232、輸入輸出開關(guān)量和1553B的接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)設(shè)備最大外包絡(luò)尺寸為260mm×220mm×150mm，設(shè)備殼體材料選用2A12牌號T4狀態(tài)鋁合金；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：電氣互聯(lián)組件采用柔性設(shè)計，各功能模塊通過柔性電氣互聯(lián)組件完成信號傳輸與電源供電，減少空間占用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于包括：綜合信息處理模塊、三自慣組模塊、衛(wèi)導(dǎo)射頻模塊、電源電控模塊，電氣互聯(lián)組件，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：衛(wèi)導(dǎo)射頻模塊包括設(shè)備北斗射頻通道、機載北斗射頻通道以及北斗短報文射頻通道，其中：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：慣性測量組件的三個軸向的光纖陀螺、三個加速度計以及if轉(zhuǎn)換電路，均裝配在轉(zhuǎn)位機構(gòu)內(nèi)臺體中，其中：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：電源電控模塊包括電源配電單元和電控單元，其中：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)，其特征在于：電源電控模塊的電控單元中：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自標(biāo)定慣組的輕量化高精度航天電子系統(tǒng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許東歡，楊洋，董亮，羅雪溶，孫昭行，
申請(專利權(quán))人：上海航天控制技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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