发明名称 改进的定位和数据整合方法和系统
摘要 一改进定位和数据整合方法和系统可以从根本上解决在个体手持设备、空中、陆地和水中载体集成中遇到的困难。它应用组合的全球定位系统(Global PositioningSystem, GPS)和惯性测量组件(Inertial Measurement Unit, IMU),通过其它设备辅助,来得到用户的位置,速度,姿态,机体转动角速率和机体加速度信息,并分配给其它子系统,例如,飞机应用,飞行管理系统(FlightManagement System, FMS),飞行控制系统(Flight Control System,FCS),自动相关监视系统(Automatic Dependent SurveillanceSystem),驾驶舱显示系统,加强型地面邻近告警系统(Enhanced Ground Proximity Warning System),气像雷达,和卫星通信系统。
申请公布号 TW591241 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW091101205 申请日期 2002.01.23
申请人 林清芳 发明人 林清芳
分类号 G01S5/00 主分类号 G01S5/00
代理机构 代理人 林弘明 高雄市三民区光裕路五十七号
主权项 1.一个定位和数据整合方法,包括以下步骤:(a)进行GPS处理和接收GPS测量,包括来自全球定位系统处理器的伪距,载波相位,多普勒频移,和时间;它们被送到中央导航与控制处理器之导航处理板;(b)接收来自惯性测量组件之惯性测量,包括机体角速率及比力,通过IMU接口和处理板把它们转换为机体加速度和转动之数字量,并通过公用总线把它们送到导航处理板和控制板;(c)通过公用总线从磁测量仪接收地球磁场向量,从导航板接收俯仰和横滚角,由找北仪接口和处理板用地球磁场向量测量、俯仰和横滚计算磁航向角,通过公用总线将磁航向角送到导航处理板;(d)用惯性导航系统INS处理器进行INS处理;(e)在卡尔曼滤波器中混合INS处理器输出和GPS测量,(f)反馈卡尔曼滤波器输出到INS处理器,以修正INS导航解;(g)从INS处理器把速度和加速度数据注入全球定位系统处理器之信号处理器,用于辅助全球定位系统卫星信号码及载波相位跟踪;(h)把全球定位系统处理器之信号处理器输出,INS处理器输出,卡尔曼滤波器输出,注入载波整相位模糊解模块,以确定全球定位系统卫星信号载波相位整模糊数;(i)从载波整相位模糊解模块输出载波相位整糊数给卡尔曼滤波器,以进一步改善定位精度;(j)通过公用总线把导航数据:平台速度,位置,高度,航向和时间从INS处理器输出给控制板者。2.如申请专利范围第1项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合磁航向角的步骤者。3.如申请专利范围第2项所述之定位和数据整合方法,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。4.如申请专利范围第3项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。5.如申请专利范围第4项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。6.如申请专利范围第5项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。7.如申请专利范围第6项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(j)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。8.如申请专利范围第2项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。9.如申请专利范围第8项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。10.如申请专利范围第9项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(j)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。11.一个定位和数据整合方法,包括以下的步骤:(a)进行GPS处理和接收GPS测量,包括来自全球定位系统处理器的伪距,载波相位,多普勒频移,和时间;它们被送到中央导航与控制处理器之导航处理板;(b)接收来自惯性测量组件之惯性测量,包括机体角速率及比力,通过IMU接口和处理板把它们转换为机体加速度和转动之数字量,并通过公用总线把它们送到导航处理板和控制板者;(c)从速度传感器接收与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量,由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度,并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板;(d)用惯性导航系统INS处理器进行INS处理;(e)在卡尔曼滤波器中混合INS处理器输出、GPS测量和磁航向角;(f)反馈卡尔曼滤波器输出到INS处理器,以修正INS导航解;(g)从INS处理器把速度和加速度数据注入全球定位系统处理器之信号处理器,用于辅助全球定位系统卫星信号码及载波相位跟踪;(h)把全球定位系统处理器之信号处理器输出,INS处理器输出,卡尔曼滤波器输出,注入载波整相位模糊解模块,以确定全球定位系统卫星信号载波相位整模糊数;i)从载波整相位模糊解模块输出载波相位整糊数给卡尔曼滤波器,以进一步改善定位精度;(j)通过公用总线把导航数据:平台速度,位置,高度,航向和时间从INS处理器输出给控制板者。12.如申请专利范围第11项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系速度测量的步骤者。13.如申请专利范围第12项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。14.如申请专利范围第13项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。15.如申请专利范围第14项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(j)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。16.一个定位和数据整合方法,包括以下的步骤:(a)进行GPS处理和接收GPS测量,包括来自全球定位系统处理器的伪距,载波相位,多普勒频移,和时间,它们被送到中央导航与控制处理器之导航处理板;(b)接收来自惯性测量组件之惯性测量,包括机体角速率及比力,通过IMU接口和处理板把它们转换为机体加速度和转动之数字量,并通过公用总线把它们送到导航处理板和控制板;(c)从速度传感器接收与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量,由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度,并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板;(d)用INS处理器进行INS处理;(e)在卡尔曼滤波器中混合INS处理器输出和GPS测量;(f)反馈卡尔曼滤波器输出到INS处理器,以修正INS导航解;(g)通过公用总线把导航数据:平台速度,位置,航向和时间从INS处理器输出给控制板;(h)从INS处理器把速度和加速度数据注入全球定位系统处理器之微处理器,用于辅助全球定位系统卫星信号码跟踪者。17.如申请专利范围第16项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合磁航向测量的步骤者。18.如申请专利范围第17项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从速度传感器接收与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量;由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度;并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送至到导航处理板者。19.如申请专利范围第18项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系速度测量的步骤者。20.如申请专利范围第19项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。21.如申请专利范围第20项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(d)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。22.如申请专利范围第21项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(g)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。23.如申请专利范围第17项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。24.如申请专利范围第23项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。25.如申请专利范围第24项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(g)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。26.一个定位和数据整合方法,包括以下的步骤:(a)进行GPS处理和接收GPS测量,包括来自全球定位系统处理器的伪距,多普勒频移,和时间,它们被送到导航处理板;(b)接收来自惯性测量组件之惯性测量,包括机体角速率及比力,通过IMU接口和处理板把它们转换为机体加速度和转动之数字量,并通过公用总线把它们送到导航处板和控制板;(c)从速度传感器接收与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量,由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度,并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板;(d)用惯性导航系统INS处理器进行INS处理;(e)在卡尔曼滤波器中混合INS处理器输出和GPS测量;(f)反馈卡尔曼滤波器输出到INS处理器,以修正INS导航解;(g)通过公用总线把导航数据:平台速度,位置,航向和时间从INS处理器输出给控制板;(h)从INS处理器把速度和加速度数据注入全球定位系统处理器之信号处理器,用于辅助全球定位系统卫星信号码跟踪者。27.如申请专利范围第26项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系速度测量的步骤者。28.如申请专利范围第27项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。29.如申请专利范围第28项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。30.如申请专利范围第29项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(g)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。31.一个定位和数据整合方法,包括以下的步骤:(a)进行GPS处理和接收GPS导航解,包括来自全球定位系统处理器的位置,速度和时间;它们被送到导航处理板;(b)接收来自惯性测量组件之惯性测量,包括机体角速率及比力,通过IMU接口和处理板把它们转换为机体加速度和转动之数字量,并通过公用总线把它们送到导航处理板和控制板;(c)通过公用总线从磁测量仪接收地球磁场向量,从导航板接收俯仰和横滚角,由找北仪接口和处理板用地球磁场向量测量、俯仰和横滚计算磁航向角,通过公用总线将磁航向角送到导航处理板;(d)用INS处理器进行INS处理;(e)在卡尔曼滤波器中混合INS处理器输出和GPS测量;(f)反馈卡尔曼滤波器输出到INS处理器,以修正INS导航解;(g)通过公用总线把导航数据:平台速度,位置,航向和时间从INS处理器输出给控制板者。32.如申请专利范围第31项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合磁航向角的步骤者。33.如申请专利范围第32项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从速度传感器接收与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量;由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度;并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板者。34.如申请专利范围第33项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系速度测量的步骤者。35.如申请专利范围第34项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者36.如申请专利范围第35项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。37.如申请专利范围第36项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(g)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。38.如申请专利范围第32项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者39.如申请专利范围第38项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。40.如申请专利范围第39项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(g)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。41.一个定位和数据整合方法,包括以下的步骤:(a)进行GPS处理和接收GPS导航解,包括来自全球定位系统处理器的位置,速度和时间;它们被送到导航处理板;(b)从速度传感器接收与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量,由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度,并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板;(c)通过公用总线从磁测量仪接收地球磁场向量,从导航板接收俯仰和横滚角,由找北仪接口和处理板用地球磁场向量测量、俯仰和横滚计算磁航向角,通过公用总线将磁航向角送到导航处理板;(d)用INS处理器进行INS处理;(e)在卡尔曼滤波器中混合INS处理器输出和GPS测量;(f)反馈卡尔曼滤波器输出到INS处理器,以修正INS导航解;(g)通过公用总线把导航数据:平台速度,位置,航向和时间从INS处理器输出给控制板者。42.如申请专利范围第41项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤者。43.如申请专利范围第42项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(b)后进一步包括以下的步骤:从高度测量设备中接收高度测量;由高度接口和处理板将它转变为数字形式的海平面高度;通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。44.如申请专利范围第43项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(e)进一步包括在卡尔曼滤波器中整合相对地面或水面载体坐标系高度测量的步骤。45.如申请专利范围第44项所述之定位和数据整合方法,其中,步骤(g)由公用总线从INS处理器和控制板输出的导航数据包括高度者。46.一个通用导航和控制盒,包括:一惯性测量组件(IMU)用于提供惯性测量,包括载体转动角速率和比力;一全球定位系统(GPS)处理器用于提供GPS测量,包括伪距,载波相位和多普勒频率;一中心导航和控制处理器用于处理该GPS测量,该惯性测量,和该运载体高度测量来导出导航解,该中心导航和控制处理器与该GPS处理器相连,与该IMU相连,与一数据总线相连;该中心导航和控制处理器包括一IMU接口和预处理板,一导航处理板,一共享内存卡用于存储数据,一总线裁决器用于监视和管理一公用总线和一数据总线,一控制板用于用于控制数据流;其中该导航处理板与该GPS处理器和一数据总线相连,该数据总线用于接收该GPS测量;该IMU接口和预处理板与该IMU相连,用于接收来自该IMU的惯性测量,并将该惯性测量转换为载体加速度和旋转角速率的数字量,并将该载体的加速度和旋转角速率送给该导航处理板和该控制处理板;一个找北仪,通过找北仪接口、处理板和公用总线为导航处理板提供导航和控制盒的载体航向测量者。47.如申请专利范围第46项所述通用导航和控制盒,其中,该找北仪是一个敏感地球磁场的磁传感器,测量载体的航向角,通过公用总线从磁测量仪接收地球磁场向量,从导航板接收俯仰和横滚角,由找北仪接口和处理板用地球磁场向量测量、俯仰和横滚计算磁航向色,通过公用总线将磁航向角送到导航处理板者。48.如申请专利范围第47项所述通用导航和控制盒,其中,进一步包括一个速度传感器,由速度传感器接口、处理板和公用总线,提供相对地面和水的通用导航和控制盒的载体的速度测量者。49.如申请专利范围第48项所述通用导航和控制盒,其中,速度传感器产生与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量,由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度,并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板者。50.如申请专利范围第49项所述通用导航和控制盒,其中,进一步包括一个提供高度测量、高度接口和测量板的高度测量设备,它和高度测量设备相连,将从高度设备中接收的高度转变为数字形式的海平面高度,通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。51.如申请专利范围第50项所述通用导航和控制盒,其中,进一步包括一个空气数据传感器,空气数据传感器包括一个提供静态压力和压力测量的静态压力传感器,提供动态压力和自由空气流温度测量的动态压力传感器和探测器,和一个采用空气数据方程计算相对控制板的气压高度和真实空速测量的空气数据接口和处理板者。52.如申请专利范围第46项所述通用导航和控制盒,其中,进一步包括一个提供高度测量、高度接口和测量板的高度测量设备,它和高度测量设备相连,将从高度设备中接收的高度转变为数字形式的海平面高度,通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。53.如申请专利范围第46项所述通用导航和控制盒,其中,速度传感器产生与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量,由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度,并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板者。54.如申请专利范围第53项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个提供高度测量、高度接口和测量板的高度测量设备,它和高度测量设备相连,将从高度设备中接收的高度转变为数字形式的海平面高度,通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。55.如申请专利范围第47项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个提供高度测量、高度接口和测量板的高度测量设备,它和高度测量设备相连,将从高度设备中接收的高度转变为数字形式的海平面高度,通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。56.如申请专利范围第55项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个空气数据传感器,空气数据传感器包括一个提供静态压力和压力测量的静态压力传感器,提供动态压力和自由空气流温度测量的动态压力传感器和探测器,和一个采用空气数据方程计算相对控制板的气压高度和真实空速测量的空气数据接口和处理板者。57.如申请专利范围第55项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个地形数据库,它提供用户当前位置周围地形的高度;提供的用户当前位置周围地形的高度由地形数据库接口和处理板通过公用总线进一步与来自于导航处理板的运载体的高度比较,以确定是否与地形相撞者。58.如申请专利范围第55项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个地形数据库,它提供用户当前位置周围地形的高度;提供的用户当前位置周围地形的高度由地形数据库接口和处理板通过公用总线进一步与来自于导航处理板的运载体的高度比较,以确定是否与地形相撞者。59.如申请专利范围第55项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个一个目标检测系统和目标检测系统接口与处理板;目标检测系统用来获得邻近物体的位置,提供目标在周围发现的通知;目标检测系统接口与处理板在每个当前时间历元确定与可能接近目标的目标状态,接收来自目标检测系统的接近目标的位置信息;位置信息包括当前时间历元和位置、速度向量者。60.如申请专利范围第55项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个一个目标检测系统和目标检测系统接口与处理板;目标检测系统用来获得邻近物体的位置,提供目标在周围发现的通知;目标检测系统接口与处理板在每个当前时间历元确定与可能接近目标的目标状态,接收来自目标检测系统的接近目标的位置信息;位置信息包括当前时间历元和位置、速度向量者。61.如申请专利范围第55项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个一个目标检测系统和目标检测系统接口与处理板;目标检测系统用来获得邻近物体的位置,提供目标在周围发现的通知;目标检测系统接口与处理板在每个当前时间历元确定与可能接近目标的目标状态,接收来自目标检测系统的接近目标的位置信息;位置信息包括当前时间历元和位置、速度向量者。62.如申请专利范围第47项所述通用导航和控制盒,进一步包括一个提供高度测量、高度接口和测量板的高度测量设备,它和高度测量设备相连,将从高度设备中接收的高度转变为数字形式的海平面高度,通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。63.一个通用导航和控制盒,包括:一惯性测量组件(IMU)用于提供惯性测量,包括载体转动角速率和比力;一全球定位系统(GPS)处理器用于提供GPS测量,包括伪距,载波相位和多普勒频率;一中心导航和控制处理器用于处理该GPS测量,该惯性测量,和该运载体高度测量来导出导航解,该中心导航和控制处理器与该GPS处理器相连,与该IMU相连,与一数据总线相连;该中心导航和控制处理器包括一IMU接口和预处理板,一导航处理板,一共享内存卡用于存储数据,一总线裁决器用于监视和管理一公用总线和一数据总线,一控制板用于用于控制数据流;其中该导航处理板与该GPS处理器和一数据总线相连,该数据总线用于接收该GPS测量;该IMU接口和预处理板与该IMU相连,用于接收来自该IMU的惯性测量,并将该惯性测量转换为载体加速度和旋转角速率的数字量,并将该载体的加速度和旋转角速率送给该导航处理板和该控制处理板;一个速度传感器,通过速度传感器接口、处理板和公用总线为导航处理板提供相对地面或水面的导航和控制盒的载体速度测量者。64.如申请专利范围第63项所述之通用导航和控制盒,其中,速度传感器产生与相对地面和水的载体坐标系速度成比例的原始信号测量,由速度传感器接口和处理板转换原始信号测量到相对地面和水的载体坐标系速度,并将相对地面和水的载体坐标系速度由公用总线送到导航处理板者。65.如申请专利范围第63项所述之通用导航和控制盒,进一步包括一个提供高度测量、高度接口和测量板的高度测量设备,它和高度测量设备相连,将从高度设备中接收的高度转变为数字形式的海平面高度,通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。66.如申请专利范围第64项所述之通用导航和控制盒,进一步包括一个提供高度测量、高度接口和测量板的高度测量设备,它和高度测量设备相连,将从高度设备中接收的高度转变为数字形式的海平面高度,通过公用总线将海平面高度送到导航处理板和控制板者。67.如申请专利范围第66项所述之通用导航和控制盒,进一步包括一个空气数据传感器,空气数据传感器包括一个提供静态压力和压力测量的静态压力传感器,提供动态压力和自由空气流温度测量的动态压力传感器和探测器,和一个采用空气数据方程计算相对控制板的气压高度和真实空速测量的空气数据接口和处理板者。68.如申请专利范围第66项所述之通用导航和控制盒,进一步包括一个地形数据库,它提供用户当前位置周围地形的高度;提供的用户当前位置周围地形的高度由地形数据库接口和处理板通过公用总线进一步与来自于导航处理板的运载体的高度比较,以确定是否与地形相撞者。69.如申请专利范围第47项、第49项、第50项、第55项、第64项或第66项所述之通用导航和控制盒,其中,该中心导航和控制处理器通过该数据总线有选择地与一飞行管理系统,一飞行控制系统,一自动相关监视系统,一驾驶舱显示系统,一加强型地面临近告警系统,一气象雷达,和一卫星通信系统相连者。70.如申请专利范围第69项所述之通用导航和控制盒,其中,该IMU接口和预处理板包括一模拟信号接口,该模拟信号接口是一多通道模拟数字(A/D)转换电路板,用于将模拟IMU信号转换为数字数据,该模拟信号接口包括一与IMU相连接的多通道低通滤波器,一连接在该多通道低通滤波器和该公用总线之间的多通道A/D转换电路,和一与该公用总线相连的DMA接口;该模拟信号接口还包括一连接在该多通道A/D转换电路和该DMA接口之间的定时电路;其中该IMU模拟信号经由该多通道低通滤波器滤波,该滤波后的模拟IMU信号送给该多通道A/D转换电路,该定时电路为该多通道A/D转换电路提供一采样频率,该多通道A/D转换电路采样并数字化该滤波后的模拟IMU信号,该定时电路同时也触发该DMA接口;其中该多通道A/D转换电路进行采样和数字化操作之后,该DMA接口通过该公用总线通知该导航处理板和该控制板;其中该导航处理板和该控制板接收到该DMA信号后,该多通道A/D转换电路输出该数字化的IMU数据到该公用总线者。71.如申请专利范围第69项所述之通用导航和控制盒,其中,该IMU接口和预处理板包括一串行信号接口,该串行信号接口是一多通道RS-485通信控制电路板用于串行IMU数据,该串行信号接口包括一连接在该IMU和该通用总线之间的一RS-485接口电路,和一连接在该RS-485接口电路和该公用用总线之间的一中断电路;其中该RS-485接口电路该IMU接收该串行IMU信号;其中一旦完成该IMU信号接收,该RS-485接口电路通知该中断电路,该中断电路通过该公用总线告诉该导航处理板和该控制板该IMU数据已准备好;其中该导航处理板和该控制板通过该公用总线接收来自该中断电路的中断信号之后,该RS-485接口电路输出该IMU数据到该公用总线,该导航处理板和该控制板从该公用总线上获取该IMU数据者。72.如申请专利范围第69项所述之通用导航和控制盒,其中,该IMU接口和预处理板包括一脉冲信号接口,该脉冲信号接口是一多通道频率数字转换电路板用于接收脉冲IMU信号,该脉冲信号接口包括一与该IMU相连的加减脉冲隔离电路,一与该公用总线相连的总线接口电路和一中断电路;其中该多通道频率数字转换电路板包括一连接在该加减脉冲隔离电路和该总线接口电路之间的一多通道频率数字电路;其中该脉冲IMU信号通过该加减脉冲隔离电路从该IMU送给该多通道频率数字电路,该加减脉冲隔离电路调节该脉冲IMU信号,该多通道频率数字电路转换该调节后的脉冲IMU信号为数字数据;一旦转换完成,该数字IMU数据传给该总线接口电路,其中该总线接口电路将该数字IMU数据转换为公用总线兼容的数字数据,并把该公用总线兼容的数据输出到该通用总线;该总线接口电路触发该中断电路来产生中断信号,该中断信号通过该公用总线告诉该导航处理板和该控制板该IMU数据已准备好者。73.如申请专利范围第69项所述之通用导航和控制盒,其中,该IMU接口和预处理板包括一并行数字信号接口,该并行数字信号接口包括一连接在该IMU和该公用总线之间的一总线接口电路,和一连接在该总线接口电路和该公用总线之间的中断电路;其中该总线接口电路从该IMU接收该并行IMU信号,并将该并行IMU信号转换为公用总线兼容的数字数据;在接收该并行IMU信号之后,该总线接口电路触发该中断电路来产生中断信号,该中断信号通过该公用总线告诉该导航处理板和该控制板该IMU数据已准备好;该总线接口电路输出该IMU数据给该公用总线,该导航处理板和该控制板从该公用总线接收该IMU数据者。74.如申请专利范围第69项所述之通用导航和控制盒,其中,该控制板控制和发送导航数据给其它的航空电子系统;其中该控制板从该IMU接口和预处理板接收该运载体加速度和角度量,从该高度接口和处理板接收该运载体高度数据,从该导航板经由该公用总线接收该运载体位置,速度和时间数据;其中该控制板经由该总线接口和该数据总线发送该运载体位置,速度,姿态和时间数据给该飞行管理系统;其中该控制板经由该总线接口和该数据总线发送该运载体速度,姿态,和该运载体加速度和角度量给该飞行控制系统;其中该控制板经由该总线接口和该数据总线发送该运载体位置和时间数据给该自动相关监视系统;其中该控制板经由该总线接口和该数据总线发送该运载体位置,速度,姿态,和时间数据给驾驶舱显示系统;其中该控制板经由该总线接口和该数据总线发送该运载体位置,速度,和姿态数据给该加强型地面邻近告警系统;其中该控制板经由该总线接口和该数据总线发送该运载体姿态和机体加速度数据给该气象雷达;其中该控制板经由该总线接口和该数据总线发送该运载体位置和姿态数据给该卫星通信系统者。图式简单说明:第一图:系一方块图用来说明一通用导航与控制盒。依照本发明,该盒装有一个飞行管理系统,一飞行控制系统,一个自动相关监视系统,一个驾驶舱显示系统,一个加强型地面邻近告警系统,一个气象雷达,和一个卫星通信系统。第二图:系依照本发明的通用导航与控制盒方块图。第三图:系方块图,依照本发明用来说明通用导航与控制盒之结构。第四图:系一方块图,依照本发明用来说明通用导航与控制盒内部导航和传感器数据之流动,以及控制板与其它航空电子系统间数据之流动。第五图-A:系一方块图,依照本发明第一优选实现方案用来说明全球定位系统处理器与来自导航处理板的外部辅助信息。第五图-B:硬体系一方块图,依照本发明第二优选实现方案用来说明全球定位系统处理器与来自导航处理板的外部辅助信息。第五图-C:系一方块图,依照本发明第三优选实现方案用来说明全球定位系统处理器无外部辅助信息。第六图-A:系一方块图,依照本发明第一优选实现方案用来说明全球定位系统信号处理器与来自导航处理板的外部辅助信息。第六图-B:系一方块图,依照本发明第二优选实现方案用来说明全球定位系统信号处理器与来自导航处理板的外部辅助信息。第六图-C:系一方块图,依照本发明第三优选实现方案用来说明全球定位系统信号处理器与来自导航处理板的外部辅助信息。第七图:系依照本发明之模拟信号接口方块图。第八图:系依照本发明之串行信号接口方块图。第九图:系依照本发明之脉冲信号接口方块图。第十图:系依照本发明之并行数字信号接口方块图。第十一图:系一方块图,依照本发明用来说明气压测量器件之高度接口及处理板。第十二图:系一方块图,依照本发明用来说明雷达高度计之接口及处理板。第十三图:系依照上述本发明第一优选实现方案之导航处理板之组合导航处理方块图,包括全球定位系统,惯性传感器,和高度测量器件。第十四图:系依照上述本发明第二优选实现方案之导航处理板之组合导航处理方块图,包括全球定位系统,惯性传感器,和雷达高度计,用来说明一数据融合模块。第十五图:系依照上述本发明第三优选实现方案之导航处理板之组合导航处理方块图,包括全球定位系统,惯性传感器,和雷达高度计,用来说明一数据融合模块。第十六图:系依照上述本发明两种优选实现方案之导航处理板之惯性导航处理方块图。第十七图:系依照上述本发明两种优选实现方案之导航处理板之卡尔曼滤波器实现方块图。第十八图:系依照上述本发明第一优选实现方案之有惯性辅助之导航处理板之全球定位系统卫星信号载波相位模糊解方块图。第十九图:系依照本发明的没有其它的可选设备的通用导航与控制盒方块图。第二十图:系依照本发明的带有其它的可选设备的通用导航与控制盒方块图。第二十一图:系一方块图,依照本发明用来说明带有其它的可选设备的通用导航与控制盒之结构。第二十二图:系一方块图,说明可选的速度传感器。第二十三图:系依照上述本发明第一优选实现方案之导航处理板之组合导航处理方块图,包括全球定位系统,惯性传感器,和其它可选设备。第二十四图:系依照上述本发明第二优选实现方案之导航处理板之组合导航处理方块图,包括全球定位系统,惯性传感器,和其它可选设备,用来说明一数据融合模块。第二十五图:系依照上述本发明第三优选实现方案之导航处理板之组合导航处理方块图,包括全球定位系统,惯性传感器,和其它可选设备,用来说明一数据融合模块。第二十六图:系依照本发明的应用于手持设备的通用导航与控制盒方块图。第二十七图:系依照本发明的应用于手持设备的带有其它的可达设备的通用导航与控制盒方块图。第二十八图:系空速传感器、空速传感器接口和处理板方块图。第二十九图:系一方块图,说明可选的目标检测系统。
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