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設計方案和解決方案

331.png背景分析:

姿態與航向測量事故在無人機飛行過程中比較多見,此類故障隱蔽性強,不易發現,一直是修理工作中的一個疑點和難點。航空飛行器的高精度姿態與航向測量,主要由全姿態陀螺儀、磁感應傳感器或天文羅盤以及全姿態指示器組成。其中,航向角與姿態角是航空飛行器非常重要的飛行控制參數,隨著微慣性傳感器及其組合測量單元在航天飛行器的導航與控制系統中的應用越來越普及,微機械陀螺測量姿態存在因隨機漂移會產生累積誤差、采用加速度計測量姿態會受運動加速度的影響,因此飛行器在傳統慣導系統中需要升級改造,最佳方案就是復合微磁基礎傳感器來作飛行器航向調整,這是保證高精度導航的發展必然趨勢。利用飛行器搭載高精度、高靈敏度的國創微磁基礎傳感器地磁場的三分量和總場進行實時測量采集,可以實現飛行器航向的調整和修正。


331.png原理:

因為空間每一位置的地球磁場矢量都可以從地球磁場模型中確定,所以利用飛行載體上安裝的國創三分量巨磁阻抗磁力儀測量出地磁矢量在載體坐標系中的投影,從而可以確定出運載體的航向,這是利用國創三分量巨磁阻抗磁力儀測航向的基本原理。


331.png理論:

通過對地磁場三分量巨磁阻抗磁力儀投影圖計算,可以獲得到無人機在任意姿態下的磁航向角Φm表達式(同下圖中的β):


1.png

其中θ是俯仰角:機體坐標系x軸與水平面的夾角;γ是滾轉角:機體坐標系Y軸與鉛直平面的夾角。


1.png


331.png技術解決方案:

姿態與航向測量系統主要由三分量微磁基礎傳感器陣列、陀螺儀和加速度計復合組成,具有姿態測量和航向測量的功能。

 08姿態2.jpg

                                              

331.png系統主要組成:

1、姿態與航向測量系統由微磁基礎傳感器陣列、通訊模塊、數字信號處理單元等組成;

2、微磁基礎傳感器陣列安裝姿態與航向測量系統磁干擾較小處;

3、相關算法包括:載體干擾抑制、環境噪聲抑制、磁航向解算等;

4、終端控制臺:顯示姿態與航向測量系統工作狀態,預警信息。

姿態航向 路.jpg







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