專利名稱：一種激光pos計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導航、制導與控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種激光P0S(POSitiOn and Orientation System，位置姿態(tài)測量系統(tǒng))計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以應用于激光POS系統(tǒng)，也 可以應用于慣性導航、慣性/GPS(Global Position System，全球定位系統(tǒng))組合導航系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
航空遙感系統(tǒng)在機動性、實時性、可重復觀測性、遙感設(shè)備可更換性、獲取高分辨 率遙感數(shù)據(jù)能力、經(jīng)濟成本以及立體觀測等很多方面，都具獨特的優(yōu)勢。對于高分辨率航 空遙感系統(tǒng)，除了高分辨率遙感載荷之外，制約遙感系統(tǒng)成像分辨率的主要因素是高精度 POS0高精度POS為遙感載荷提供高精度位置姿態(tài)基準，同時為慣性穩(wěn)定平臺提供精確的指 向。無論對于高分辨率光學載荷光學相機，還是機載三維成像激光雷達，高精度POS是提高 成像分辨率的關(guān)鍵，已成為制約我國高分辨率遙感系統(tǒng)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。高精度POS主要由IMU、P0S計算機系統(tǒng)、GPS模塊和數(shù)據(jù)后處理軟件四部分組成。 IMU安裝在遙感載荷上，POS計算機系統(tǒng)安裝在飛機載體的固定架上，二者通過電纜連接。 IMU用于精確測量遙感載荷的角速度和加速度。GPS模塊包括GPS接收機和天線，可提供高 精度位置和速度信息。POS計算機系統(tǒng)包括機械結(jié)構(gòu)、電源模塊、組合導航計算機組成，POS 計算機系統(tǒng)采集IMU和GPS的數(shù)據(jù)，進行導航解算，并將傳感器數(shù)據(jù)和導航結(jié)果存儲并傳 輸。國外在高分辨率遙感載荷發(fā)展的牽引下，POS計算機系統(tǒng)技術(shù)也得到了快速發(fā)展， 美國、加拿大、德國等發(fā)達國家已經(jīng)形成了產(chǎn)品，并廣泛應用于高性能航空遙感領(lǐng)域，每套 POS產(chǎn)品都設(shè)計有各自的POS計算機系統(tǒng)。最典型的POS計算機系統(tǒng)是加拿大APPLANIX公 司研制的P0S/AV510和P0S/AV610P0S用計算機系統(tǒng)，此外美國Z/I Imaging公司也研制了 光學載荷用小型化POS計算機系統(tǒng)(P0S Z/I)，但以上POS用計算機系統(tǒng)不易拆卸，不便于 內(nèi)部器、部件的維修或更換。另一 POS計算機系統(tǒng)是德國IGI公司研制的AeroControl位 置姿態(tài)系統(tǒng)(POS)用計算機系統(tǒng)，該計算機系統(tǒng)體積、重量大，不符合高精度POS對體積小、 重量輕的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種體積、重量小、散熱好、 抗電磁干擾能力強的激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由底座、左側(cè)支架、左側(cè) 面板、右側(cè)支架、右側(cè)面板、計算機支架、擴展板支架、前面板、后面板、前橫梁、后橫梁和上 蓋組成。底座是多功能復用結(jié)構(gòu)，為激光POS計算機系統(tǒng)各分結(jié)構(gòu)件提供安裝基準面，并為 激光POS計算機系統(tǒng)提供與外界載體安裝的定位基座；左側(cè)支架安裝在底座上表面左側(cè)， 右側(cè)支架安裝在底座上表面右側(cè)。左側(cè)支架和右側(cè)支架分別設(shè)計了上下兩層“U”型槽，可 分別為計算機支架和擴展板支架提供安裝基準面。左側(cè)支架和右側(cè)支架“U”型槽下部分別設(shè)計了通風凹槽，通過與左側(cè)面板和右側(cè)面板配合，為計算機系統(tǒng)提供通風散熱孔；計算機 支架通過四個突臺與左側(cè)支架和右側(cè)支架下層“U”型槽安裝，擴展板支架通過四個突臺與 左側(cè)支架和右側(cè)支架上層“U”型槽安裝。計算機支架和擴展板支架分別為“回”字型框架 結(jié)構(gòu)，包括上下兩個安裝面，計算機支架上安裝面安裝計算機電路板，計算機支架下安裝面 安裝電磁屏蔽板；擴展板支架上安裝面安裝GPS電路板，擴展板支架下安裝面安裝電磁屏 蔽板；前面板和后面板分別通過螺釘安裝到底座、左側(cè)支架及右側(cè)支架前后側(cè)面。前面板為 POS計算機系統(tǒng)提供了電源開關(guān)、信號指示燈安裝孔，后面板為POS計算機系統(tǒng)提供了信號 通訊和電源輸入輸出接插件安裝孔，通過電源線和信號線為系統(tǒng)提供工作電源及數(shù)據(jù)通訊 接口 ；前橫梁、后橫梁分別通過螺釘安裝到左、右側(cè)支架凹槽，提高POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剛 度，并為前面板、后面板及上蓋提供安裝孔；左右側(cè)面板分別安裝到左、右側(cè)支架外表面，通 過散熱孔，為系統(tǒng)提供散熱；上蓋安裝到左、右側(cè)支架上表面，左側(cè)面板、右側(cè)面板、前面板、 后面板、底座及上蓋為POS計算機系統(tǒng)提供硬件防護，采用具有較大磁導率鎳合金，屏蔽低 頻磁場。結(jié)構(gòu)件外側(cè)表面噴涂絕緣材料，防止外界電場干擾。本發(fā)明充分利用了空間、減少 了體積、質(zhì)量，適用于高精度P0S，也可應用于慣性導航、慣性/GPS組合導航等系統(tǒng)。本發(fā)明的原理是分布在底座四角的長方形突臺為激光POS計算機系統(tǒng)提供與外 界載體的安裝基座，電源模塊安裝在底座的上表面，為計算機及擴展板提供工作電源。左側(cè) 支架和右側(cè)支架分別安裝到底座的上表面左右兩側(cè)；左側(cè)支架和右側(cè)支架分別設(shè)計了上下 兩層“U”型槽，根據(jù)兩條平行線確定一個平面的原理，四個下層“U”型槽平臺共同構(gòu)成計算 機支架安裝面，四個上層“U”型槽平臺共同構(gòu)成擴展板支架安裝面。左側(cè)支架和右側(cè)支架 “U”型槽下部分別設(shè)計了通風凹槽，通過與左側(cè)面板和右側(cè)面板配合，為計算機系統(tǒng)提供通 風散熱孔，左側(cè)支架安裝在底座上表面左側(cè)，右側(cè)支架安裝在底座上表面右側(cè)；計算機支架 和擴展板支架分別為“回”字型框架結(jié)構(gòu)，包括上下兩個安裝面，計算機支架上安裝面安裝 計算機電路板，計算機為激光POS提供數(shù)據(jù)采集、捷聯(lián)解算，根據(jù)卡爾曼濾波器遞推線性最 小方差估計的原理，利用GPS輸出信息，計算機定時進行組合濾波，修正慣性測量結(jié)果，提 高POS系統(tǒng)測量精度，最后將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C。計算機支架下安裝面安裝電磁屏蔽板，根據(jù)電磁屏蔽板可以屏蔽電磁干擾的原 理，提高激光POS的抗電磁干擾能力；擴展板支架上安裝面安裝GPS電路板，GPS為激光POS 提供輔助測量信息。擴展板支架下安裝面安裝電磁屏蔽板。計算機支架通過四個突臺與左 側(cè)支架和右側(cè)支架下層“U”型槽安裝，擴展板支架通過四個突臺與左側(cè)支架和右側(cè)支架上 層“U”型槽安裝；前面板為POS計算機系統(tǒng)提供了電源開關(guān)、信號指示燈安裝孔，后面板為POS計 算機系統(tǒng)提供了信號通訊和電源輸入輸出接插件安裝孔，通過電源線和信號線為系統(tǒng)提供 工作電源；前面板和后面板分別通過安裝螺釘安裝到底座、左側(cè)支架及右側(cè)支架前后側(cè)面； 前橫梁、后橫梁分別通過安裝螺釘安裝到左、右側(cè)支架凹槽；左、右側(cè)面板分別安裝到左、右 側(cè)支架外表面；上蓋安裝到左、右側(cè)支架上表面。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于(1)采用模塊化結(jié)構(gòu)模式，減小了加工成本，左側(cè)支架和右側(cè)支架分別設(shè)計了上下 兩層“U”型槽，可分別為計算機支架和擴展板支架提供安裝基準面，提高了結(jié)構(gòu)的通用性；(2)左側(cè)支架和右側(cè)支架的“U”型槽結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了橫插式裝配模式，減小了結(jié)構(gòu)的
4體積和重量；(3)通過左側(cè)支架和右側(cè)支架通風槽設(shè)計，提高了系統(tǒng)通風、散熱能力，改善了計 算機工作溫度環(huán)境，提高了計算機的工作穩(wěn)定性；


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的爆炸示意圖以及坐標系方向的規(guī)定；圖2為本發(fā)明底座以及坐標系；圖3為本發(fā)明底座與左側(cè)支架、右側(cè)支架裝配圖及其對應坐標系；圖4為本發(fā)明底座與左側(cè)支架、右側(cè)支架、計算機支架裝配圖及其對應坐標系；圖5為本發(fā)明底座與左側(cè)支架、右側(cè)支架、計算機支架、擴展板支架裝配圖及其對 應坐標系；圖6為本發(fā)明底座與左側(cè)支架、右側(cè)支架、計算機支架、擴展板支架、前橫梁、后橫 梁裝配圖及其對應坐標系；圖7為本發(fā)明底座與左側(cè)支架、右側(cè)支架、計算機支架、擴展板支架、前橫梁、后橫 梁、前面板、后面板裝配圖及其對應坐標系；圖8為本發(fā)明底座與左側(cè)支架、右側(cè)支架、計算機支架、擴展板支架、前橫梁、后橫 梁、前面板、后面板、左側(cè)面板、右側(cè)面板裝配圖及其對應坐標系；圖9為本發(fā)明激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總裝配圖及其對應坐標系。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施結(jié)構(gòu)如圖1所示，激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由底座8、左側(cè)支架 11、左側(cè)面板12、右側(cè)支架6、右側(cè)面板7、計算機支架5、擴展板支架2、前面板3、后面板9、 前橫梁4、后橫梁10和上蓋1組成。左側(cè)支架11安裝在底座8上表面左側(cè)，右側(cè)支架6安 裝在底座8上表面右側(cè)，計算機支架5安裝到左側(cè)支架11和右側(cè)支架6下層“U”型槽；擴 展板支架2安裝到左側(cè)支架11和右側(cè)支架6上層“U”型槽；前面板3和后面板9安裝到左 側(cè)支架11、右側(cè)支架6及底座8前后側(cè)面；前橫梁4和后橫梁10分別安裝到左側(cè)支架11及 右側(cè)支架6的凹槽；左側(cè)面板12和右側(cè)面板7分別安裝到左側(cè)支架11及右側(cè)支架6外表 面；上蓋1安裝到左側(cè)支架11及右側(cè)支架6上表面。如圖2所示，底座8為激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供安裝基準，分布在底座8四角 上的長方形突臺801為激光POS計算機系統(tǒng)提供與外界載體的安裝基座，每個突臺801包 括一個與外界安裝用直徑為Φ7的通孔。如圖3所示，左側(cè)支架11通過螺釘孔安裝到底座8的上表面左側(cè)；右側(cè)支架6通 過螺釘孔安裝到底座8的上表面右側(cè)；左側(cè)支架11的下層“U”型槽1101、“U”型槽1106以 及右側(cè)支架6下層的“U”型槽604、“U”型槽605在同一平面，共同構(gòu)成安裝面。左側(cè)支架 11上層的“U”型槽1103、“U”型槽1105以及右側(cè)支架6上層的“U”型槽601、U”型槽602 在同一平面，共同構(gòu)成另一安裝面。左側(cè)支架11上的“U”型槽下部設(shè)計了通風凹槽1107， 右側(cè)支架6上的“U”型槽下部設(shè)計了通風凹槽607，為計算機系統(tǒng)提供通風散熱孔。如圖4所示，計算機支架5為“回”字型框架結(jié)構(gòu)，包括上下兩個安裝面，計算機支 架5上表面為安裝計算機電路板提供基準面，計算機支架5下表面為安裝電磁屏蔽板提供基準面，計算機支架5通過四個突臺安裝在左側(cè)支架11下層“U”型槽1101、“U”型槽1106 以及右側(cè)支架6下層的“U”型槽604、“U”型槽605中。如圖5所示，擴展板支架2為“回”字型框架結(jié)構(gòu)，包括上下兩個安裝面，擴展板 支架2上安裝面為安裝GPS等擴展應用電路板提供基準面，擴展板支架2下安裝面為安裝 電磁屏蔽板提供基準面，擴展板支架2通過四個突臺安裝在左側(cè)支架11上層的“U”型槽 1103、“U”型槽1105以及右側(cè)支架6上層的“U”型槽601、“U”型槽602中。如圖6所示，前橫梁4通過螺釘安裝在左側(cè)支架11的凹槽1102和右側(cè)支架6的 凹槽603中，后橫梁10通過螺釘安裝在左側(cè)支架11的凹槽1104和右側(cè)支架6的凹槽606， 提高了 POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剛度；如圖7所示，前面板3通過螺釘安裝到底座8、左側(cè)支架11以及右側(cè)支架6前側(cè) 面。后面板9通過螺釘安裝到底座8、左側(cè)支架11以及右側(cè)支架6后側(cè)面。前面板3為POS 計算機系統(tǒng)提供了電源開關(guān)以及指示燈安裝孔，后面板9為POS計算機系統(tǒng)提供了串口通 訊安裝孔902、模擬信號接口安裝孔901和電源輸入輸出接插件安裝孔903，通過電源線和 信號線為系統(tǒng)提供工作電源、信號及數(shù)據(jù)通訊接口 ；如圖8所示，左側(cè)面板12通過螺釘安裝到左側(cè)支架11外表面，右側(cè)面板7通過螺 釘安裝到右側(cè)支架6外表面，左側(cè)面板12和右側(cè)面板7分別設(shè)計了散熱孔，為系統(tǒng)提供散執(zhí).
y 、人 如圖9所示，底座8、左側(cè)面板12、右側(cè)面板7、前面板3、后面板9和上蓋1為POS 計算機系統(tǒng)提供硬件防護，采用具有較大磁導率合金，屏蔽低頻磁場，結(jié)構(gòu)件外側(cè)表面噴涂 絕緣材料，防止外界電場干擾。本發(fā)明激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)充分利用了空間、減少了體積、質(zhì)量，適用于位置 姿態(tài)測量系統(tǒng)，也可應用于慣性導航、慣性/GPS組合導航等系統(tǒng)。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
一種激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于由底座(8)、左側(cè)支架(11)、左側(cè)面板(12)、右側(cè)支架(6)、右側(cè)面板(7)、計算機支架(5)、擴展板支架(2)、前面板(3)、后面板(9)、前橫梁(4)、后橫梁(10)和上蓋(1)組成。左側(cè)支架(11)安裝在底座(8)上表面左側(cè)，右側(cè)支架(6)安裝在底座(8)上表面右側(cè)，計算機支架(5)安裝到左側(cè)支架(11)和右側(cè)支架(6)下層“U”型槽；擴展板支架(2)安裝到左側(cè)支架(11)和右側(cè)支架(6)上層“U”型槽；前面板(3)和后面板(9)安裝到左側(cè)支架(11)、右側(cè)支架(6)及底座(8)前后側(cè)面；前橫梁(4)和后橫梁(10)分別安裝到左側(cè)支架(11)及右側(cè)支架(6)的凹槽；左側(cè)面板(12)和右側(cè)面板(7)分別安裝到左側(cè)支架(11)及右側(cè)支架(6)外表面；上蓋(1)安裝到左側(cè)支架(11)及右側(cè)支架(6)上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的左側(cè)支 架(11)和右側(cè)支架(6)分別設(shè)計了上下兩層“U”型槽，可分別為計算機支架(5)和擴展板 支架(2)提供安裝基準面，左側(cè)支架(11)和右側(cè)支架(6)的“U”型槽下部分別設(shè)計了通風 凹槽，通過與左側(cè)面板(12)和右側(cè)面板(7)配合，為計算機系統(tǒng)提供通風散熱孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的計算機 支架(5)和擴展板支架(2)分別為“回”字型框架結(jié)構(gòu)，包括上下兩個安裝面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的底座是 復用結(jié)構(gòu)，為激光POS計算機系統(tǒng)各分結(jié)構(gòu)件提供安裝基準面，并為激光POS計算機系統(tǒng)提 供與外界載體安裝的定位基座。
全文摘要
一種激光POS計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括底座、左側(cè)支架、左側(cè)面板、右側(cè)支架、右側(cè)面板、計算機支架、擴展板支架、前面板、后面板、前橫梁、后橫梁和上蓋。左側(cè)支架和右側(cè)支架分別安裝在底座上表面左側(cè)和右側(cè)，計算機支架安裝到左側(cè)支架和右側(cè)支架下層“U”型槽；擴展板支架安裝到左側(cè)支架和右側(cè)支架上層“U”型槽；前面板和后面板分別安裝到底座、左側(cè)支架及右側(cè)支架前后側(cè)面；前橫梁和后橫梁分別安裝在左側(cè)支架和右側(cè)支架凹槽中；左側(cè)面板和右側(cè)面板分別安裝到左側(cè)支架和右側(cè)支架外表面；上蓋安裝到左側(cè)支架和右側(cè)支架上表面。本發(fā)明減少了結(jié)構(gòu)體積、質(zhì)量，適用于慣性導航、組合導航等計算機系統(tǒng)。
文檔編號G01C21/16GK101907464SQ20101023127
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者劉百奇, 康泰鐘, 房建成, 李建利, 鐘麥英, 閆東坤 申請人:北京航空航天大學