專利名稱：慣性測量單元的零位自校準(zhǔn)電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種慣性測量單元用電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種帶有零位自校準(zhǔn)的電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是依靠測量載體(飛機、船艦、火箭等)本身的加速度和角速度來計算載體的瞬時航向、姿態(tài)、速度、位置等信息。由于其自主性強、隱蔽性好、抗干擾能力強等優(yōu)點，使其成為一種在航空、航海、航天等許多領(lǐng)域中被廣泛使用的主要導(dǎo)航方式。慣性測量單元是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分，它一般固連在載體上，主要用于感應(yīng)載體加速度和角速度的瞬時變化量。慣性測量單元的三路陀螺信號輸出和三路加速度計的輸出通過兩個采樣裝置送入導(dǎo)航計算機，導(dǎo)航計算機根據(jù)導(dǎo)航算法便可以得到載體的姿態(tài)、速度、位置等信息。故采樣裝置的優(yōu)劣會嚴(yán)重影響到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中最常用的采樣裝置有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置和電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置。慣性測量單元測得的值為連續(xù)值，由香農(nóng)采樣定理可知，通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置將連續(xù)值轉(zhuǎn)換為離散值必然會造成信息的丟失，會對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度造成影響，而電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置是通過對輸出數(shù)據(jù)的不斷積分得到慣性測量單元的輸出信息，克服了模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置丟失信息的缺點。然而慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的使用環(huán)境十分復(fù)雜，而一般的電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置的相對零位會隨著環(huán)境的變化而發(fā)生改變，在環(huán)境變化較大的情況下就需要對零位進(jìn)行重新標(biāo)定，這就嚴(yán)重影響到了電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置的可靠性和應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對一般電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置在環(huán)境發(fā)生較大變化時需要對零位進(jìn)行重新標(biāo)定的缺點，為慣性測量單元提供一種帶有零位自校準(zhǔn)的電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的零位自校準(zhǔn)電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置包括第一至第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、第一至第六開關(guān)和置入導(dǎo)航計算機的采樣模塊，第一、第二開關(guān)的一端均與慣性測量單元的X通道輸出端相連，第三、第四開關(guān)的一端均與慣性測量單元的Y通道輸出端相連，第五、第六開關(guān)的一端均與慣性測量單元的Z通道輸出端相連；第一、第三和第五開關(guān)的另一端與第一、第二和第三電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端對應(yīng)相連且分別構(gòu)成采樣通道X、采樣通道Y和采樣通道Z;第二、第四和第六開關(guān)的另一端均與第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連并構(gòu)成采樣通道A ;第一至第六開關(guān)的控制端均與導(dǎo)航計算機的控制端口相連；第一至第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸出端均與導(dǎo)航計算機的信號采集端口相連；所述采樣模塊的功能是在進(jìn)入第一采樣周期時，控制第一至第六開關(guān)為斷開狀態(tài)，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z和采樣通道A采集到的內(nèi)部信號；在進(jìn)入第二采樣周期時，控制第一、第三和第五開關(guān)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算所述采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z和采樣通道A在前一采樣周期中內(nèi)部信號的平均值并將計算值作為各自通道的零位值，將本采樣周期內(nèi)所述采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z采集到的各外部信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入導(dǎo)航解算模塊中，統(tǒng)計本周期所述采樣通道A采集到的內(nèi)部信號；在進(jìn)入第三采樣周期時，控制第一開關(guān)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)、第二開關(guān)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道X自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道Y和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道X和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道A在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊; 在進(jìn)入第四采樣周期時，控制第一開關(guān)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)、第二開關(guān)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，計算上一周期采樣通道X內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道Y和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道X和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道X在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第五采樣周期時，控制第三開關(guān)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)、第四開關(guān)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道Y自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Y和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道A在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第六采樣周期時，控制第三開關(guān)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)、第四開關(guān)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，計算上一周期采樣通道Y內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Y和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道Y在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第七采樣周期時，控制第五開關(guān)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)、第六開關(guān)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算上一周期采樣通道A 內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道Z自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Y中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Z和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道A在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第八采樣周期時，控制第五開關(guān)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)、第六開關(guān)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，計算上一周期采樣通道Z內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Y中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Z和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道Z在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；反復(fù)重復(fù)第三周期至第八周期的操作，直到斷電為止。本發(fā)明通過三個開關(guān)和三個電壓頻率轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成了與慣性測量單元三個輸出相對應(yīng)的三個獨立采樣通道，通過另三個開關(guān)和另一個電壓頻率轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成了慣性測量單元三個輸出共用的采樣通道，在六個采樣周期中，通過置入導(dǎo)航計算機的采樣模塊在不同的采樣周期對六個開關(guān)進(jìn)行不同的斷開和閉合控制，使三個獨立采樣通道分別在共用采樣通道的配合下，依次進(jìn)行各自通道的零位自校準(zhǔn)。本發(fā)明克服了一般電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置在外界環(huán)境發(fā)生變化的情況下需要重新標(biāo)定的缺點，它可以在外界環(huán)境發(fā)生變化的情況下對慣性測量單元信號進(jìn)行連續(xù)自校準(zhǔn)實時采樣，具有使用范圍廣、穩(wěn)定性好、采樣精度和可靠性高的特點。


圖I是本發(fā)明零位自校準(zhǔn)電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置的組成及連接關(guān)系示意圖。圖2是本發(fā)明中采樣模塊發(fā)送給各個開關(guān)的控制信號示意圖。圖3是置入導(dǎo)航計算機中采樣模塊的工作流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。根據(jù)圖I所示，本發(fā)明電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置的優(yōu)選實施例用于采集慣性單元的三路陀螺信號輸出。該裝置包括第一至第六開關(guān)Kl K6、第一至第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路和置入導(dǎo)航計算機的采樣模塊。第一至第六開關(guān)Kl K6均選用MAX314ESE開關(guān)，第一至第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路均選用ADVFC32。第一、第二開關(guān)K1、K2的一端均與慣性測量單元的X通道輸出端相連，第三、第四開關(guān)K3、K4的一端均與慣性測量單元的Y通道輸出端相連，第五、 第六開關(guān)Κ5、Κ6的一端均與慣性測量單兀的Z通道輸出端相連；第一、第三和第五開關(guān)Κ1、 Κ3、Κ5的另一端與第一、第二和第三電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端對應(yīng)相連且分別構(gòu)成獨立的采樣通道X、采樣通道Y和采樣通道Z ;第二、第四和第六開關(guān)Κ2、Κ4、Κ6的另一端均與第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連并構(gòu)成慣性測量單元三個通道共用的采樣通道A ; 第一至第六開關(guān)Kl Κ6的控制端均與導(dǎo)航計算機的控制端口相連；第一至第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸出端均與導(dǎo)航計算機的信號采集端口相連。采樣模塊按照圖2對開關(guān)的控制時序及圖3的工作流程完成以下操作步驟第一步，在計時器t開始計時的同時，向第一至第六開關(guān)Kl K6的控制端發(fā)送斷開指令，統(tǒng)計本周期內(nèi)采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z和采樣通道A采集到的內(nèi)部信號。計時器以采樣周期為報時間隔，在本發(fā)明中采樣周期的長度設(shè)為T。第二步，當(dāng)計時器t的計時到T時，向第一、第三和第五開關(guān)K1、K3、K5的控制端發(fā)送閉合指令，計算采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z和采樣通道A在前一采樣周期的內(nèi)部信號平均值并作為各自通道的零位值，將當(dāng)前采樣周期內(nèi)采樣通道X、采樣通道Y、采樣通
6道Z采集到的外部信號分別與各自通道的零位值作差運算后實時送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中，統(tǒng)計本周期采樣通道A采集到的內(nèi)部信號。第三步，當(dāng)計時器t的計時到2T時，向第一開關(guān)Kl的控制端發(fā)送斷開指令，向第二開關(guān)K2的控制端發(fā)送閉合指令；計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用其更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)采樣通道X自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道Y和采樣通道Z中的采樣信號分別與各自通道的零位值作差運算后實時送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中；導(dǎo)航單元X通道的輸出信號分為兩部分相繼送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中，其中第一部分又由采樣通道X的信號ΛΧ1以及采樣通道A的信號ΛΑ1之和構(gòu)成，信號ΛΧ1為采樣通道X在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道X的零位值之差， 信號Λ Al為采樣通道A在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道A的零位值之差；第二部分是采樣通道A在本周期內(nèi)第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別與采樣通道A的零位值作差運算后得到的一組信號。由于在采樣通道所輸出的每個數(shù)據(jù)過程中，電壓頻率轉(zhuǎn)換是對輸入信號的不斷積分來實現(xiàn)的。當(dāng)采樣模塊向第一開關(guān)Kl發(fā)送斷開指令和向第二開關(guān)Κ2發(fā)送閉合指令時， 慣性測量單元的X通道輸出從采樣通道X接入采樣通道Α，由于在第二個周期的第一個信號采樣過程中發(fā)生了采樣通道之間的切換，因而將慣性測量單元X通道在第二個采樣周期輸出的第一個信號被割裂成為兩部分，因此，慣性測量單元的某通道輸出信號在采樣通道切換時，需要將切換時刻的那一個信號按照兩個通道的信號之和來處理。第四步，當(dāng)計時器t的計時到3T時，向第一開關(guān)Kl的控制端發(fā)送閉合指令，向第二開關(guān)K2的控制端發(fā)送斷開指令；計算前一周期內(nèi)采樣通道X采集的內(nèi)部信號均值并用其更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道Y和采樣通道Z中的采樣信號分別與各自通道的零位值作差運算后實時送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中；導(dǎo)航單元X通道的輸出信號分為兩部分相繼送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中，其中第一部分又由采樣通道A的信號ΛΑ2以及采樣通道X的信號ΛΧ2 之和構(gòu)成，信號Λ Α2為采樣通道A在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道A的零位值之差，信號ΛΧ2為采樣通道X在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道X的零位值之差；第二部分是采樣通道X在本周期內(nèi)第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別與采樣通道X的零位值作差運算后得到的一組信號。第五步，當(dāng)計時器t的計時到4T時，向第三開關(guān)K3的控制端發(fā)送斷開指令，向第四開關(guān)K4的控制端發(fā)送閉合指令；計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用其更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)采樣通道Y自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Z中的采樣信號分別與各自通道的零位值作差運算后實時送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中；導(dǎo)航單元Y通道的輸出信號分為兩部分相繼送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中，其中第一部分又由采樣通道Y的信號ΛΥ1以及采樣通道A的信號ΛΑ3之和構(gòu)成，信號Λ Yl為采樣通道Y在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道X的零位值之差， 信號Λ A3為采樣通道A在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道A的零位值之差；第二部分是采樣通道A在本周期內(nèi)第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別與采樣通道A的零位值作差運算后得到的一組信號。第六步，當(dāng)計時器t的計時到5T時，向第三開關(guān)K3的控制端發(fā)送閉合指令，向第四開關(guān)K4的控制端發(fā)送斷開指令；計算前一周期內(nèi)采樣通道Y采集的內(nèi)部信號均值并用其更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Z中的采樣信號分別與各自通道的零位值作差運算后實時送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中；導(dǎo)航單元Y通道的輸出信號分為兩部分相繼送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中，其中第一部分又由采樣通道A的信號ΛΑ4以及采樣通道Y的信號ΛΥ2 之和構(gòu)成，信號Λ Α4為采樣通道A在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道A的零位值之差，信號△ Υ2為采樣通道Y在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道Y的零位值之差；第二部分是采樣通道Y在本周期內(nèi)第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別與采樣通道X的零位值作差運算后得到的一組信號。第七步，當(dāng)計時器的計時到6Τ時，向第五開關(guān)Κ5的控制端發(fā)送斷開指令，向第六開關(guān)Κ6的控制端發(fā)送閉合指令；計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用其更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)采樣通道Z自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X 和采樣通道Y中的采樣信號分別與各自通道的零位值作差運算后實時送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中；導(dǎo)航單元Z通道的輸出信號分為兩部分相繼送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中，其中第一部分又由采樣通道Z的信號ΛΖ1以及采樣通道A的信號ΛΑ5之和構(gòu)成，信號ΛΖ1為采樣通道Z在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道Z的零位值之差， 信號ΛΑ5為采樣通道A在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道A的零位值之差；第二部分是采樣通道A在本周期內(nèi)第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別與采樣通道A的零位值作差運算后得到的一組信號。第八步，當(dāng)計時器t的計時到7T時，向第五開關(guān)K5的控制端發(fā)送閉合指令，向第六開關(guān)K6的控制端發(fā)送斷開指令；計算前一周期內(nèi)采樣通道Z采集的內(nèi)部信號均值并用其更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Y中的采樣信號分別與各自通道的零位值作差運算后實時送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中；導(dǎo)航單元Z通道的輸出信號分為兩部分相繼送入導(dǎo)航計算機的導(dǎo)航解算模塊中，其中第一部分又由采樣通道A的信號ΛΑ6以及采樣通道Z的信號ΛΖ2 之和構(gòu)成，信號Λ Α6為采樣通道A在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道A的零位值之差，信號ΛΖ2為采樣通道X在本周期內(nèi)采集到的第一個信號與采樣通道Z的零位值之差；第二部分是采樣通道Z在本周期內(nèi)第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別與采樣通道Z的零位值作差運算后得到的一組信號。第九步，當(dāng)計時器t計時到8T時，給計時器賦值為2T，跳回第三步，重復(fù)執(zhí)行第三步到第八步，直到斷電為止。
權(quán)利要求
1.一種慣性測量單元的零位自校準(zhǔn)電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置，包括第一至第三電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于還包括第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、第一至第六開關(guān)(Kl K6)和置入導(dǎo)航計算機的采樣模塊，第一開關(guān)(Kl)、第二開關(guān)(K2)的一端均與慣性測量單元的X通道輸出端相連，第三開關(guān)(K3)、第四開關(guān)(K4)的一端均與慣性測量單元的Y通道輸出端相連，第五開關(guān)(K5)、第六開關(guān)(K6)的一端均與慣性測量單元的Z通道輸出端相連；第一開關(guān)(Kl)、 第三開關(guān)(K3)和第五開關(guān)(K5)的另一端與第一、第二和第三電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端一一對應(yīng)相連且分別構(gòu)成采樣通道X、采樣通道Y和采樣通道Z ;第二開關(guān)(K2)、第四開關(guān) (K4)和第六開關(guān)(K6)的另一端均與第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連并構(gòu)成采樣通道 A ;第一至第六開關(guān)(Kl K6)的控制端均與導(dǎo)航計算機的控制端口相連；第一至第四電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的輸出端均與導(dǎo)航計算機的信號采集端口相連；所述采樣模塊的功能是在進(jìn)入第一采樣周期時，控制第一至第六開關(guān)(Kl K6)為斷開狀態(tài)，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z和采樣通道A采集到的內(nèi)部信號；在進(jìn)入第二采樣周期時，控制第一開關(guān)(Kl)、第三開關(guān)(K3)和第五開關(guān)(K5)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算所述采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z和采樣通道A在前一采樣周期中內(nèi)部信號的平均值并將計算值作為各自通道的零位值，將本采樣周期內(nèi)所述采樣通道X、采樣通道Y、采樣通道Z采集到的各外部信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入導(dǎo)航解算模塊中，統(tǒng)計本周期所述采樣通道A采集到的內(nèi)部信號；在進(jìn)入第三采樣周期時， 控制第一開關(guān)(Kl)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)、第二開關(guān)(K2)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道X自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道Y和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道X和采樣通道 A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道A在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第四采樣周期時，控制第一開關(guān)(Kl)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)、第二開關(guān)(K2)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，計算上一周期采樣通道X內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道Y和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道X和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道X在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第五采樣周期時，控制第三開關(guān)(K3)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)、第四開關(guān)(K4) 由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道Y自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Y和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道A在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第六采樣周期時，控制第三開關(guān)(K3)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)、第四開關(guān)(K4)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，計算上一周期采樣通道Y內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Z中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Y和采樣通道A 在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊， 將采樣通道Y在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；在進(jìn)入第七采樣周期時，控制第五開關(guān)(K5)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)、第六開關(guān)(K6)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)，計算上一周期采樣通道A內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道Z自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Y中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Z和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道A在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊； 在進(jìn)入第八采樣周期時，控制第五開關(guān)(K5)由斷開狀態(tài)變?yōu)殚]合狀態(tài)、第六開關(guān)(K6)由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，計算上一周期采樣通道Z內(nèi)部信號的均值并用該值更新該通道的零位值，統(tǒng)計本周期內(nèi)所述采樣通道A自第一個信號之后采集到的內(nèi)部信號，將采樣通道X和采樣通道Y中的采樣信號分別扣除各自通道的零位值后實時送入所述導(dǎo)航解算模塊中，將采樣通道Z和采樣通道A在本周期分別采集的第一個信號扣除各自通道的零位值再求和后送入所述導(dǎo)航解算模塊，將采樣通道Z在本周期第一個信號之后采集到的所有采樣信號分別扣除自身通道零位值后依次送入所述導(dǎo)航解算模塊；反復(fù)重復(fù)第三周期至第八周期的操作，直到斷電為止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種慣性測量單元的零位自校準(zhǔn)電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置，屬于慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。該裝置通過三個開關(guān)和三個電壓頻率轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成了與慣性測量單元三個輸出相對應(yīng)的三個獨立采樣通道，通過另三個開關(guān)和另一個電壓頻率轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成了慣性測量單元三個輸出共用的采樣通道；在六個采樣周期中，通過置入導(dǎo)航計算機的采樣模塊在不同的采樣周期對六個開關(guān)進(jìn)行不同的斷開和閉合控制，使三個獨立采樣通道分別在共用采樣通道的配合下依次進(jìn)行各自通道的零位自校準(zhǔn)。本發(fā)明不僅能夠?qū)T性測量單元的輸出信號進(jìn)行不間斷采樣，而且不再需要在環(huán)境變化時進(jìn)行電壓頻率轉(zhuǎn)換通道零位的重新標(biāo)定，具有使用范圍廣，穩(wěn)定性好、采樣精度和可靠性高的特點。
文檔編號G01C21/16GK102589545SQ201210009420
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者康臻, 張建峰, 朱貞, 李穎娟, 薛媛元, 許開鑾, 賀峻峰, 郭栓運, 馬忠孝 申請人:中國兵器工業(yè)第二0五研究所