一种卫星光纤罗经系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 206057580 U(45)授权公告日 2017.03.29

(21)申请号 201621089305.5(22)申请日 2016.09.28

(73)专利权人 中国船舶重工集团公司第七0七

研究所

地址 300131 天津市红桥区丁字沽一号路

268号(72)发明人 房媛媛　邓东黎　张文杰　刘乃道　(74)专利代理机构 天津盛理知识产权代理有限

公司 12209

代理人 王利文(51)Int.Cl.

G01S 19/33(2010.01)G01C 19/72(2006.01)

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

(54)实用新型名称

一种卫星光纤罗经系统(57)摘要

本实用新型涉及一种卫星光纤罗经系统，其技术特点是：包括卫星罗经模块、光纤罗经模块和显控模块，卫星罗经模块包括两个GNSS天线、倾斜传感器和GNSS处理板，两个GNSS天线及倾斜传感器与GNSS处理板相连接，光纤罗经模块包括三轴光纤陀螺、三轴加速度计和测量解算板，测量解算板与三轴光纤陀螺、三轴加速度计相连接，显控模块包括主控板和人机交互模块，GNSS处理板、测量解算板和主控板相互连接在一起。本实用新型将卫星罗经单元和光纤罗经模块结合在一起，解决了光纤罗经误差累计及高纬度不适应性等问题，实现快速、准确且稳定的船舶艏向和姿态信息输出功能，具有精度高、启动快、使用方便等特点。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

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权　利　要　求　书

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1.一种卫星光纤罗经系统，其特征在于：包括卫星罗经模块、光纤罗经模块和显控模块，所述卫星罗经模块包括两个GNSS天线、倾斜传感器和GNSS处理板，两个GNSS天线及倾斜传感器与GNSS处理板相连接，所述光纤罗经模块包括三轴光纤陀螺、三轴加速度计和测量解算板，测量解算板与三轴光纤陀螺、三轴加速度计相连接，所述显控模块包括主控板和人机交互模块，主控板和人机交互模块连接在一起，所述GNSS处理板、测量解算板和主控板相互连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种卫星光纤罗经系统，其特征在于：所述GNSS天线为3系统7频点接收天线，用于接收北斗定位系统的B1频点、B2频点、B3频点的卫星信号，接收GPS定位系统的L1频点、L2频点的卫星信号以及接收GLONASS定位系统的L1频点、L2频点的卫星信号。

3.根据权利要求1所述的一种卫星光纤罗经系统，其特征在于：所述两个GNSS天线的安装位置为：一个GNSS天线作为主天线放于船艉，另一个GNSS天线作为副天线放于船首，该主天线指向副天线的连线方向与船舶艏向一致，两个GNSS天线和水平面保持一致。

4.根据权利要求1所述的一种卫星光纤罗经系统，其特征在于：所述人机交互模块包括按键、触摸屏和LED屏。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种卫星光纤罗经系统，其特征在于：所述主控板还连接一接口板用于连接需要艏向姿态信息的设备。

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说　明　书一种卫星光纤罗经系统

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技术领域[0001]本实用新型属于航海导航技术领域，尤其是一种卫星光纤罗经系统。

背景技术[0002]罗经是船舶上指示艏向的航海仪器，是保障航海安全的重要设备。国际海事组织(IMO)规定：远洋舰船必须配备罗经。目前船舶装备大部分使用传统陀螺罗经产品：磁罗经和电罗经，磁罗经经常会受到地矿磁场、涡流、天电等环境因素的影响，准确度无法得到保证；而电罗经长时间工作的累积误差比较大、价格昂贵、维护频繁且成本高昂。[0003]与传统陀螺罗经产品相比，光纤陀螺罗经和卫星罗经具有体积小、启动快、精度高、寿命长、易安装、免维护、全寿命周期成本低等多方面优势。卫星罗经具有全球、全天候适用且无误差积累的特点，其缺点是会受环境因素影响，在天气恶劣的情况下容易出现失锁现象，造成输出数据不连续。光纤罗经测向精度高于磁罗经和电罗经且不受船磁等环境干扰，与船上其它设备接口方便，其缺点是随着纬度的升高，存在误差累积。发明内容[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、快速准确的卫星光纤罗经系统。[0005]本实用新型解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：[0006]一种卫星光纤罗经系统，包括卫星罗经模块、光纤罗经模块和显控模块，所述卫星罗经模块包括两个GNSS天线、倾斜传感器和GNSS处理板，两个GNSS天线及倾斜传感器与GNSS处理板相连接，所述光纤罗经模块包括三轴光纤陀螺、三轴加速度计和测量解算板，测量解算板与三轴光纤陀螺、三轴加速度计相连接，所述显控模块包括主控板和人机交互模块，主控板和人机交互模块连接在一起，所述GNSS处理板、测量解算板和主控板相互连接在一起。[0007]所述GNSS天线为3系统7频点接收天线，用于接收北斗定位系统的B1频点、B2频点、B3频点的卫星信号，接收GPS定位系统的L1频点、L2频点的卫星信号以及接收GLONASS定位系统的L1频点、L2频点的卫星信号。[0008]所述两个GNSS天线的安装位置为：一个GNSS天线作为主天线放于船艉，另一个GNSS天线作为副天线放于船首，该主天线指向副天线的连线方向与船舶艏向一致，两个GNSS天线和水平面保持一致。[0009]所述人机交互模块包括按键、触摸屏和LED屏。[0010]所述主控板还连接一接口板用于连接需要艏向姿态信息的设备。[0011]本实用新型的优点和积极效果是：[0012]1、本实用新型将卫星罗经单元和光纤罗经模块结合在一起，解决了光纤罗经误差累计及高纬度不适应性等问题，实现快速、准确且稳定的船舶艏向和姿态信息输出功能，达到优势互补的目的，提高系统稳定性、精度，加快了系统启动时间。

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2、本实用新型的GNSS天线采用3系统7频点接收天线，可以兼容北斗、GPS和

GLONASS全球卫星导航系统，降低卫星全部失锁的风险，提高本实用新型的适应范围和可靠性。[0014]3、本实用新型采用模块化设计，卫星罗经模块和光纤罗经模块功能完备，相互独立，两者组合弥补，各部分可独立工作，如当任一罗经模块出现故障时，另一部分可作为独立罗经系统继续为用户提供准确且可靠的艏向与姿态信息服务，保证了系统的可靠性。[0015]4、本实用新型设计合理，其综合卫星测向和光纤陀螺的优势，取长补短，具有精度高、启动快、使用方便等特点，可实现全天候、全纬度的测向定姿，有助于保障船舶的航行安全。

附图说明[0016]图1是本实用新型的系统连接示意图。

具体实施方式[0017]以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：[0018]一种卫星光纤罗经系统，如图1所示，包括卫星罗经模块、光纤罗经模块和显控模块，卫星罗经模块、光纤罗经模块和显控模块相互连接在一起。所述卫星罗经模块包括两个GNSS天线、倾斜传感器和GNSS处理板，两个GNSS天线及倾斜传感器与GNSS处理板相连接，两个GNSS天线分别接收卫星信号并传送给GNSS处理板，倾斜传感器输出测量的俯仰角和横滚角并传输给GNSS处理板，GNSS处理板解算卫星信号同时结合倾斜传感器信息处理得到船舶位置、速度和艏向等姿态信息并传送至光纤罗经模块。所述光纤罗经模块包括三轴光纤陀螺、三轴加速度计和测量解算板，测量解算板与三轴光纤陀螺、三轴加速度计相连接，三轴光纤陀螺用于测量角速度信息，三轴加速度计用于测量加速度信息，测量解算板对陀螺和加速度计的测量信息以及卫星罗经信息进行组合解算，并将解算结果输出至显控模块。所述显控模块包括主控板、按键、触摸屏、LED屏和接口板，主控板与按键、触摸屏、LED屏和接口板相连接，按键、触摸屏和LED屏构成人机交互模块，同时主控板还与GNSS处理板、测量解算板相连接，接收卫星罗经模块和光纤罗经模块的导航信息或发送用户配置命令，由LED屏显示或接口板输出，用户还可通过按键或触摸屏进行人机交互操作。[0019]所述的两个GNSS天线为3系统7频点接收天线，可接收目前主流的三种卫星导航系统：北斗定位系统、GPS定位系统或GLONASS定位系统的BDS B1、B2、B3频点，GPS L1、L2频点和GLONASS L1、L2频点的卫星信号。[0020]所述两个GNSS天线作为卫星信号接收装置并且沿船舶纵轴线分开安装，每个GNSS天线分别独立接收卫星定位信号。GNSS天线的放置原则为：将其中一个GNSS天线作为主天线放于船艉，另一个GNSS天线作为副天线放于船首，该主天线指向副天线的连线方向与船舶艏向一致，而且，GNSS天线和水平面保持一致。[0021]本实用新型的工作原理为：卫星罗经模块的GNSS处理板接收卫星信号并结合倾斜传感器信息，处理得到船舶位置、艏向、俯仰、横滚、时间、速度信息等并传送给光纤罗经模块。光纤罗经模块的测量解算模块接收GNSS处理板输出的位置、速度、艏向等信息，并与三轴光纤陀螺和加速度计解算的姿态信息进行处理以消除误差，然后将修正结果传送给显控

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模块的主控板。显控模块的主控板采用ARM处理器，能够将接收的信息于LED屏进行显示，或者通过接口板将导航信息向外输出，接口板还提供用于外部系统时间同步的1PPS输出和用于差分定位的RTCM输入，触摸屏和按键用于人机交互。显控模块仅显示和输出主天线的位置信息，以避免信息重复(如果安装时无法保证天线和光纤罗经模块与船舶艏向和水平面保持一致，可通过配置系统参数的方式去消除安装带来的定值偏差，以修正测量坐标系与载体坐标系吻合)。[0022]本实用新型的创新之处在与将卫星罗经模块和光纤罗经模块结合在一起，GNSS处理板、测量解算板和主控板内的处理软件均为采用常规处理方式进行处理的现有软件，并不是本实用新型的创新内容。[0023]需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

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说　明　书　附　图

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图1

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