基于gps、ins和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本新型涉及一種基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤、通道選擇單元、多路模擬開關(guān)；所述多路模擬開關(guān)的第一、第二、第三路模擬開關(guān)分別用于接入所述GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤的模擬信號；所述通道選擇單元的兩輸入端分別與GPS接收機(jī)的模擬信號輸出端和基準(zhǔn)電壓相連，所述通道選擇單元的第一、第二、第三輸出端分別與所述第一、第二、第三路模擬開關(guān)的各控制端相連，所述通道選擇單元適于當(dāng)GPS接收機(jī)的模擬信號低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制第一路模擬開關(guān)斷開，第二、第三路模擬開關(guān)導(dǎo)通；本新型能有效的減輕后續(xù)處理器的計(jì)算負(fù)擔(dān)，提高計(jì)算效率。
【專利說明】基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，尤其涉及一種基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]GPS是英文Global Posit1ning System (全球定位系統(tǒng))的簡稱,其具有高精度、全天候和全球性進(jìn)行導(dǎo)航定位、定時(shí)的特點(diǎn)，因此，應(yīng)用極為廣泛，但是GPS系統(tǒng)在遇到遮擋時(shí)，會導(dǎo)致定位失效，因此需要依靠輔助裝置在必要時(shí)進(jìn)行導(dǎo)航輔助。
[0003]慣性導(dǎo)航(inertial navigat1n),是依據(jù)牛頓慣性原理,利用慣性元件(加速度計(jì))來測量運(yùn)載體本身的加速度，經(jīng)過積分和運(yùn)算得到速度和位置，從而達(dá)到對運(yùn)載體導(dǎo)航定位的目的。組成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)備都安裝在運(yùn)載體內(nèi)，工作時(shí)不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾，是一種自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0004]電子羅盤，也叫數(shù)字指南針，一般有用磁阻傳感器和磁通門加工而成的電子羅盤。
[0005]從上述的分析，GPS、INS、電子羅盤各有自己的長處，也存在一定的短處，如果將他們結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，無疑可以提高系統(tǒng)導(dǎo)航精度和可靠性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，該組合導(dǎo)航系統(tǒng)解決了對GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤的輸出信號進(jìn)行通道切換的技術(shù)問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，包括=GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤、通道選擇單元、多路模擬開關(guān)；所述多路模擬開關(guān)的第一、第二、第三路模擬開關(guān)分別用于接入所述GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤的模擬信號；所述通道選擇單元的兩輸入端分別與GPS接收機(jī)的模擬信號輸出端和基準(zhǔn)電壓相連，所述通道選擇單元的第一、第二、第三輸出端分別與所述第一、第二、第三路模擬開關(guān)的各控制端相連，所述通道選擇單元適于當(dāng)GPS接收機(jī)的模擬信號低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制第一路模擬開關(guān)斷開，第二、第三路模擬開關(guān)導(dǎo)通。
[0008]進(jìn)一步，所述通道選擇單元包括:比較器，該比較器的同相端與GPS接收機(jī)輸出端相連，其反相端接入所述基準(zhǔn)電壓，該比較器的輸出端分別與NPN三極管、PNP三極管的基極相連，所述NPN三極管的集電極、PNP三極管的發(fā)射極分別與一高電平相連，所述NPN三極管的發(fā)射極與第一路模擬開關(guān)的控制端相連，所述PNP三極管的集電極分別與第二、第三路模擬開關(guān)的控制端相連，且NPN三極管的發(fā)射極、PNP三極管的集電極還分別通過第一、第二電阻接地。
[0009]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型通過通道選擇單元實(shí)現(xiàn)了對GPS信號與陀螺儀和電子羅盤信號之間的切換，能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)GPS接收機(jī)無法工作時(shí)，關(guān)閉GPS信號處理通道，并使陀螺儀和電子羅盤的信號處理通道導(dǎo)通，使陀螺儀和電子羅盤實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)導(dǎo)航，當(dāng)GPS接收機(jī)信號恢復(fù)時(shí)，恢復(fù)GPS信號處理通道，關(guān)閉陀螺儀和電子羅盤的信號處理通道，本新型能有效的減輕后續(xù)處理器的計(jì)算負(fù)擔(dān)，提高計(jì)算效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0011]圖1是本實(shí)用新型的基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的電路原理圖。
[0012]其中，比較器U1A、NPN三極管T1、PNP三極管T2、第一電阻R1、第二電阻R2。

【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實(shí)用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本實(shí)用新型的概念。
[0014]如圖1所示，一種基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，包括:GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤、通道選擇單元、多路模擬開關(guān)；所述多路模擬開關(guān)的第一、第二、第三路模擬開關(guān)分別用于接入所述GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤的模擬信號。
[0015]所述通道選擇單元的兩輸入端分別與GPS接收機(jī)的模擬信號輸出端和基準(zhǔn)電壓相連，所述通道選擇單元的第一、第二、第三輸出端分別與所述第一、第二、第三路模擬開關(guān)的各控制端相連，所述通道選擇單元適于當(dāng)GPS接收機(jī)的模擬信號低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制第一路模擬開關(guān)斷開，第二、第三路模擬開關(guān)導(dǎo)通。
[0016]所述通道選擇單元包括:比較器，該比較器的同相端與GPS接收機(jī)輸出端相連，其反相端接入所述基準(zhǔn)電壓，該比較器的輸出端分別與NPN三極管、PNP三極管的基極相連，所述NPN三極管的集電極、PNP三極管的發(fā)射極分別與一高電平相連，所述NPN三極管的發(fā)射極與第一路模擬開關(guān)的控制端相連，所述PNP三極管的集電極分別與第二、第三路模擬開關(guān)的控制端相連，且NPN三極管的發(fā)射極、PNP三極管的集電極還分別通過第一、第二電阻接地。
[0017]其中，所述比較器可以采用集成運(yùn)算放大器來構(gòu)成，多路模擬開關(guān)可以采用⑶4066芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0018]所述第一、第二、第三路模擬開關(guān)的輸出端還分別與各種的信號處理電路相連，各信號處理電路包括:第一調(diào)理電路、第一 AD單元，第二調(diào)理電路、第二 AD單元，第三調(diào)理電路，第三AD單元，所述第一、第二、第三調(diào)理電路可以根據(jù)多路模擬開關(guān)接入的模擬信號不通，采用相應(yīng)的調(diào)理電路，即通過不同的放大倍數(shù)設(shè)置可以使模擬信號符合AD單元輸入要求；調(diào)理電路可以采用由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的比例運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)，第一、第二、第三AD單元可以采用16位AD采集模塊來實(shí)現(xiàn)。
[0019]本實(shí)用新型當(dāng)GPS接收機(jī)未接收到信號時(shí)，使GPS信號處理通道關(guān)閉，僅對陀螺儀和電子羅盤的信號進(jìn)行處理，通過處理通道的切換，避免信號之間的干擾。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的上述【具體實(shí)施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實(shí)用新型的原理，而不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。因此，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本實(shí)用新型所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于包括:GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤、通道選擇單元、多路模擬開關(guān)； 所述多路模擬開關(guān)的第一、第二、第三路模擬開關(guān)分別用于接入所述GPS接收機(jī)、陀螺儀、電子羅盤的模擬信號； 所述通道選擇單元的兩輸入端分別與GPS接收機(jī)的模擬信號輸出端和基準(zhǔn)電壓相連，所述通道選擇單元的第一、第二、第三輸出端分別與所述第一、第二、第三路模擬開關(guān)的各控制端相連，所述通道選擇單元適于當(dāng)GPS接收機(jī)的模擬信號低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制第一路模擬開關(guān)斷開，第二、第三路模擬開關(guān)導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS、INS和電子羅盤的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述通道選擇單元包括:比較器，該比較器的同相端與GPS接收機(jī)輸出端相連，其反相端接入所述基準(zhǔn)電壓，該比較器的輸出端分別與NPN三極管、PNP三極管的基極相連，所述NPN三極管的集電極、PNP三極管的發(fā)射極分別與一高電平相連，所述NPN三極管的發(fā)射極與第一路模擬開關(guān)的控制端相連，所述PNP三極管的集電極分別與第二、第三路模擬開關(guān)的控制端相連，且NPN三極管的發(fā)射極、PNP三極管的集電極還分別通過第一、第二電阻接地。
【文檔編號】G01S19/49GK203981888SQ201420311230
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】白宏陽, 沈潔, 王慧斌, 徐立中, 高紅民, 李臣明 申請人:南京理工大學(xué), 河海大學(xué)