專利名稱：空間應(yīng)用光纖陀螺組合的單總線設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖陀螺空間應(yīng)用時(shí)的接口設(shè)計(jì)，特別是一種空間應(yīng)用光纖陀螺組合的單總線設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，光纖陀螺(FOG)由于其潛在的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景而備受重視，已經(jīng)成為新一代慣性制導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)中的主導(dǎo)器件。隨著光纖陀螺研究的深入，人們逐步解決了光纖陀螺的各種關(guān)鍵問(wèn)題，使光纖陀螺性能不斷提高?，F(xiàn)在光纖陀螺已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集成化和數(shù)字化。國(guó)外研制的光纖陀螺零位漂移已達(dá)到0.001°/h以內(nèi)，標(biāo)定因數(shù)穩(wěn)定性優(yōu)于幾個(gè)ppm，測(cè)量精度達(dá)到了0.0003°/h。光纖陀螺整體可以完全滿足空間各種應(yīng)用的需求。
基于光纖陀螺的優(yōu)點(diǎn)，在空間飛行器上使用高精度光纖陀螺(I-FOG)作為高精度速率積分陀螺，它不僅能使三軸姿態(tài)的動(dòng)態(tài)過(guò)程測(cè)量精度擺脫姿態(tài)敏感器帶寬的限制，而且沒(méi)有傳統(tǒng)機(jī)械陀螺的維護(hù)難、穩(wěn)定性差的問(wèn)題，小體積、低功耗可以提高空間飛行器的有效載荷。尤其是近10年來(lái)國(guó)際上已有400多顆小衛(wèi)星發(fā)射入軌，完成各種飛行任務(wù)。據(jù)多方面材料報(bào)到，利用微小衛(wèi)星組網(wǎng)、編隊(duì)將是小衛(wèi)星發(fā)展的主要趨勢(shì)，因此小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化的前景被各界看好?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在衛(wèi)星上使用光纖陀螺進(jìn)行姿態(tài)控制將是衛(wèi)星姿態(tài)控制的一種趨勢(shì)。
空間環(huán)境中衛(wèi)星、航天飛行器及各種載荷等的姿態(tài)控制至少需要3個(gè)光纖陀螺來(lái)敏感空間飛行器的姿態(tài)信息，為了確保系統(tǒng)與陀螺高效、快捷、準(zhǔn)確地傳遞信息。一種高可靠、方便的電氣接口設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的?，F(xiàn)有的3個(gè)光纖陀螺為多總線結(jié)構(gòu)，即3個(gè)光纖陀螺分別通過(guò)3個(gè)數(shù)據(jù)總線與電氣系統(tǒng)連接，這樣使得系統(tǒng)的重量和可靠性相對(duì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種陀螺與系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸方案即總線設(shè)計(jì)方法，采用該方法系統(tǒng)與光纖陀螺間能夠方便、快捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，并且可以根據(jù)系統(tǒng)的需求選擇所需要的信息，主動(dòng)性強(qiáng)，且可靠性提高、重量減輕，而且每只陀螺都可以單獨(dú)調(diào)試，互換性強(qiáng)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種空間應(yīng)用光纖陀螺組合的單總線設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)在于系統(tǒng)電路與陀螺接口采用總線方式連接，三只陀螺的接收數(shù)據(jù)線掛在一條單總線上與系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)線相連，三只陀螺的發(fā)送數(shù)據(jù)線掛在一條總線上與系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)線相連，系統(tǒng)與陀螺采用主從式通訊方法，系統(tǒng)為主叫方，事先約定三只陀螺標(biāo)識(shí)碼，系統(tǒng)同時(shí)向三只陀螺發(fā)送一個(gè)標(biāo)識(shí)碼，標(biāo)識(shí)碼相符的陀螺占據(jù)總線，并向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后釋放總線。
所述的三個(gè)光纖陀螺都有自己獨(dú)立的電源和數(shù)據(jù)線，三個(gè)陀螺內(nèi)部分別采用三個(gè)獨(dú)立的接口，三個(gè)接口插座通過(guò)三轉(zhuǎn)一接插件板轉(zhuǎn)接到組合體一個(gè)對(duì)外的插頭，由其與系統(tǒng)插座相連，實(shí)現(xiàn)將三軸陀螺掛接在統(tǒng)一條總線上。
所述的數(shù)據(jù)線與總線間連接采用雙點(diǎn)雙線的形式，即任何一個(gè)電性接口至少有兩個(gè)連結(jié)點(diǎn)，兩根電線連接，一個(gè)結(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，其備份結(jié)點(diǎn)可以馬上進(jìn)入工作狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高了可靠性。每只陀螺可以單獨(dú)調(diào)試，互換性強(qiáng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于利用總線方案的固有優(yōu)點(diǎn)，提供了一種陀螺與系統(tǒng)間高效、方便、快捷的通信方案，從而保證了光纖陀螺能夠在空間長(zhǎng)時(shí)間、高可靠的工作；而且由于總線結(jié)構(gòu)支持多個(gè)光纖陀螺與系統(tǒng)間的通信，便于系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)；系統(tǒng)與光纖陀螺間采用主從的地通信方法，系統(tǒng)為主叫方，提高了系統(tǒng)的自主性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的接插件板示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，x軸陀螺、y軸陀螺、z軸陀螺分別連接在總線上，通過(guò)總線與系統(tǒng)相連。3只陀螺的接收數(shù)據(jù)線掛在一條總線上與系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)線相連，3只陀螺的發(fā)送數(shù)據(jù)線掛在一條總線上與系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)線相連。事先約定3只陀螺標(biāo)識(shí)碼，系統(tǒng)同時(shí)向3只陀螺發(fā)送一個(gè)標(biāo)識(shí)碼，標(biāo)識(shí)碼相符的陀螺占據(jù)總線，并向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后釋放總線。本發(fā)明中x、y、z軸陀螺的標(biāo)識(shí)碼分別為B1000104，C2000104，D3000104。
三個(gè)陀螺內(nèi)部分別采用三個(gè)獨(dú)立的接口，三個(gè)陀螺接口插座，即陀螺插座1、陀螺插座2和陀螺插座3使用J30-25ZK，然后通過(guò)三轉(zhuǎn)一接插件板轉(zhuǎn)接到組合體一個(gè)對(duì)外的插頭，由其與系統(tǒng)插座相連，實(shí)現(xiàn)將三軸陀螺掛接在統(tǒng)一條總線上，如圖2所示。在接插件板上，三個(gè)陀螺插座為與陀螺輸出接口對(duì)應(yīng)的J30-25TJ，三個(gè)陀螺分別與其連接，對(duì)外的插座選用J15-26ZK，與外界系統(tǒng)相連。在接插件板上通過(guò)連續(xù)直接將三個(gè)J30-25TJ與J15-26ZK相連，連接方式如表1所示。從表中可以看出，各連接點(diǎn)均采用雙點(diǎn)雙線方式，充分提高了系統(tǒng)的可靠性。
表1 接插件板接線表

由于采用了總線結(jié)構(gòu)，三個(gè)陀螺插座具有互換性，即x軸陀螺、y軸陀螺、z軸陀螺可以任意的固定在三個(gè)陀螺插座上，便于陀螺的安裝與調(diào)試。系統(tǒng)與光纖陀螺間采用主從通信方式，系統(tǒng)為主叫方，系統(tǒng)同時(shí)向三只陀螺發(fā)送一個(gè)標(biāo)識(shí)碼，標(biāo)識(shí)碼相符的陀螺占據(jù)總線，并向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后釋放總線，等待系統(tǒng)再次發(fā)送標(biāo)識(shí)碼。
權(quán)利要求
1.一種空間應(yīng)用光纖陀螺組合的單總線設(shè)計(jì)方法，其特征在于系統(tǒng)電路與陀螺接口采用總線方式連接，三只陀螺的接收數(shù)據(jù)線掛在一條單總線上與系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)線相連，三只陀螺的發(fā)送數(shù)據(jù)線掛在一條總線上與系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)線相連，系統(tǒng)與陀螺采用主從式通訊方法，系統(tǒng)為主叫方，事先約定三只陀螺標(biāo)識(shí)碼，系統(tǒng)同時(shí)向三只陀螺發(fā)送一個(gè)標(biāo)識(shí)碼，標(biāo)識(shí)碼相符的陀螺占據(jù)總線，并向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后釋放總線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間應(yīng)用光纖陀螺組合的單總線設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的三個(gè)光纖陀螺都有自己獨(dú)立的電源和數(shù)據(jù)線，三個(gè)陀螺內(nèi)部分別采用三個(gè)獨(dú)立的接口，三個(gè)接口插座通過(guò)三轉(zhuǎn)一接插件板轉(zhuǎn)接到組合體一個(gè)對(duì)外的插頭上，由其與系統(tǒng)插座相連，實(shí)現(xiàn)將三軸陀螺掛接在同一條總線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間應(yīng)用光纖陀螺組合的單總線設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)線與總線間連接采用雙點(diǎn)雙線的冗余設(shè)計(jì)，即任何一個(gè)電性接口至少有兩個(gè)連結(jié)點(diǎn)，兩根電線連接，一個(gè)結(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，其備份結(jié)點(diǎn)可以馬上進(jìn)入工作狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
全文摘要
一種空間應(yīng)用光纖陀螺組合的單總線設(shè)計(jì)方法，其特征在于系統(tǒng)電路與陀螺接口采用總線方式連接，三只陀螺的接收數(shù)據(jù)線掛在一條單總線上與系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)線相連，三只陀螺的發(fā)送數(shù)據(jù)線掛在一條總線上與系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)線相連，系統(tǒng)與陀螺采用主從式通訊方法，系統(tǒng)為主叫方，事先約定三只陀螺標(biāo)識(shí)碼，系統(tǒng)同時(shí)向三只陀螺發(fā)送一個(gè)標(biāo)識(shí)碼，標(biāo)識(shí)碼相符的陀螺占據(jù)總線，并向系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后釋放總線。本發(fā)明能夠方便、快捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，并且可以根據(jù)系統(tǒng)的需求選擇所需要的信息，主動(dòng)性強(qiáng)，且可靠性提高、重量減輕，而且每只陀螺都可以單獨(dú)調(diào)試，互換性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01C19/72GK1888823SQ20061008897
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者肖文, 伊小素, 劉德文, 韓艷玲, 李 瑞, 劉洋 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)