中星测控MEMS惯性传感器在“动中通”上的应用 - 文章

中星测控MEMS惯性传感器在“动中通”上的应用

作者：西安中星测控

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卫星通信具有通信距离远、覆盖范围大、通信方式灵活多样、质量高、容量大、组网迅速以及基本不受地理和自然环境限制等一系列优点，在现代信息传输中占有越来越重要的地位。

卫星通信基站分固定基站和移动基站，能够在行进中连续通信的移动基站通常被称为“动中通”，根据载体的不同，分为机载动中通、车载动中通和船载动中通。为了能够有效抑止载体摇摆、颠簸、震动及航向变化等因素带来的扰动，保持天线精确对准卫星，达到在运动中通信的目的，必须引入天线稳定控制系统。

目前常用的天线稳定方法为陀螺稳定平台隔离法。就是利用惯性姿态测量系统建立一个坐标基准——当地水平坐标系，控制伺服系统使天线稳定在当地水平坐标系中，使之不受载体运动的干扰，这种系统称为捷联式陀螺稳定系统。这种方法稳定性能较好，不易丢失信号，即使丢失，也可以快速找回。系统原理见图1。

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图1 动中通天线稳定控制系统原理图

惯性姿态测量的基本原理是将速率陀螺测得的角速率信号积分以得到角度（姿态角），利用重力场和地磁场的水平姿态信息和航向信息（用电子罗盘测量）作为姿态参考信息，并采用Kalman滤波器来实现与陀螺信号的数据融合，从而实时修正陀螺信号的漂移。

由于动中通的不同用途，对天线稳定控制精度要求也不一样。以某型车载动中通为例，其天线稳定控制系统指标如下：

工作范围：方位0~720°，俯仰15°~75°

工作速度：72°/s

稳定精度：±1°

天线波束宽度：3°

综合考虑价格、实用性、可靠性等因素，多数动中通研制单位都采用性价比很高的MEMS陀螺（单轴、双轴或三轴）、电子罗盘（包括三轴磁场计和双轴倾角计）构成惯性姿态测量模块的核心敏感元件。其中对陀螺仪的技术指标一般要求如下：

量程：±(70～80)°/s

分辨率：0.1°/s

零偏稳定性(长期)：1°/s

线性度：0.5%F.S

带宽：10Hz

西安中星测控基于MEMS技术的单轴陀螺、双轴陀螺和三轴陀螺以及双轴倾角计均是公司自主研制开发的高性能、低成本惯性传感器，广泛应用于天线稳定系统。此外，公司还代理销售霍尼韦尔公司的电子罗盘、高精度磁场计等产品。推荐产品为：CS-ARS-02单轴角速率陀螺仪、CS-2ARS双轴角速率陀螺仪、CS-3ARS-02B三轴角速率陀螺仪、CS-2TAS-02双轴倾角计、HMR3000三轴数字罗盘、HMR2300三轴智能数字磁场计。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/25/2010)


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