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低成本-高精度船用光纖捷連羅經NV-CP800
更新時間:2016-06-12 訪問統計:25721 簡介
NV-CP800型光纖捷聯羅經是一款船用測量級光纖羅經運動傳感器。它能夠準確提供運載體的運動信息（包括航向角、俯仰角、橫滾角，升沉、縱蕩、橫蕩幅值及速率等信息）以及真北方位角。
由于NV-CP800型羅經采用光纖陀螺，因此具有免維護和免標定的優點；同時由于其捷聯式的安裝結構，使用方便，具有傳統機械陀螺羅經所不具備的優勢；同時NV-CP800型羅經具有重量輕，體積小等特點，便于攜帶安裝。該型羅經還能夠具備碼頭啟動模式、海上自主啟動模式和海上組合啟動模式三種啟動模式。三種啟動模式對啟動條件有不同的要求，分別為：
- 碼頭啟動：要求在啟動過程中，載體處于靜止或準靜止狀態（如車輛怠速、艦船系泊）；啟動時間30分鐘，隨后轉入導航狀態。
- 海上自主啟動：要求在啟動過程的前10分鐘，載體處于勻速運動狀態；啟動時間60分鐘，隨后轉入導航狀態；啟動過程中，要求持續接入計程儀速度信息。
- 海上組合啟動：要求在啟動過程的前5分鐘，載體處于勻速運動狀態；啟動時間60分鐘，隨后轉入導航狀態；啟動過程中，要求持續接入GPS或北斗位置信息。
2 技術說明
NV-CP800型羅經的核心是光纖陀螺慣性測量裝置，而光纖陀螺慣性測量裝置是由三只零偏穩定性優于0.01 deg/h的光纖陀螺、三只零偏穩定性優于0.1mg的加速度計以及DSP解算單元組成，圖1所示的是系統內部構成，尺寸和物理特性詳見附錄A。
4 電氣接口
4.1 接口簡介
NV-CP800型光纖陀螺羅經的供電和信號輸出分別采用85102E833P50和85102E1419P50，其中85102E833P50為供電插座，85102E1419P50為信號輸出插座。接口定義如下：
|
供電接口 |
85102E833P50 |
|
陀螺信號輸出 |
85102E1419P50 |
|
監控口 |
RS422 |
|
GPS/DVL信號口 |
RS422/ RS232 |
4.2 供電接口
供電接口定義如下：
表1 電源插座接線表
|
供電插座（85102E833P50） |
A |
PGND |
|
B |
+24V |
|
|
C |
GND |
4.3 陀螺信號接口
陀螺信號接口定義如下：
表2 陀螺信號插座接線表
|
管腳 |
信號 |
備注 |
|
M |
422通信信號T+ |
監控信號 |
|
L |
422通信信號T- |
|
|
K |
422通信信號R+ |
|
|
J |
422通信信號R- |
|
|
A |
DGND |
數字地 |
|
B |
422通信信號T+ /232通信信號T |
組合信號 |
|
C |
422通信信號T- |
|
|
D |
422通信信號R+ /422通信信號R |
|
|
E |
422通信信號R- |
4.4 監控口
為RS422雙工串口，用于羅經信息高速輸出口，通過外部啟動控制指令觸發，并以200Hz頻率發送二進制格式羅經數據，含羅經的姿態信息（航向、縱搖和橫搖）、陀螺和加速度計的原始數據以及其他羅經信息。波特率固定為230400bps，1位起始位，8位數據位，1位停止位，無校驗位。
4.5 GPS/DVL信號口
為RS422/RS232單工串口，用于GPS和DVL接收通訊口，波特率固定為： 230400bps，該串口支持的輸入格式分別為GPGGA和 GPVTG。
5 橫蕩、縱蕩與升沉的計算
5.1 橫蕩(sway)、縱蕩(surge)、升沉(heave)的定義
升沉描述的是船舶垂直方向上運動。在理論上，它可以通過垂直方向加速度二次積分得到。但是由于垂直方向上的加速度計存在零偏，進行二次積分后，結果將迅速發散。為了解決這類問題，通常的方法是采用高通濾波器消除零偏分量的影響。垂直方向上的運動幅值被稱為升沉，而水平方向上的運動幅值被稱為橫蕩和縱蕩。橫蕩、縱蕩和升沉的軸向定義如圖3所示。
附錄A 技術說明
A-1性能指標
陀螺性能指標
|
零偏穩定性 |
≤0.01 deg/h |
|
零偏重復性 |
≤0.01deg/h |
|
非線性 |
≤20 ppm |
加速度計性能指標
|
零位穩定度 |
≤0.1mg |
|
零偏重復性 |
≤0.1mg |
|
標度因數重復性 |
≤30ppm |
系統指標
|
尋北時間 |
30 min（碼頭啟動） 60 min（海上自主啟動） 60 min（海上組合啟動） |
|
姿態精度 |
< 0.05 deg |
|
航向精度 |
< 0.15 deg, Secant latitude |
|
自尋北精度 |
< 0.15 deg |
測量范圍
|
航向角 |
0-360 deg |
|
橫搖角 |
±90 deg |
|
縱搖角 |
±90 deg |
|
角速率 |
±150 deg |
|
加速度 |
±20 g |
A-2工作環境要求
|
工作溫度 |
-40°C ~ +60°C |
|
存儲溫度 |
-50°C ~ +70°C |
|
振動 |
6 g ,20~2000 Hz |
|
沖擊 |
30 g, 11 ms, 1/2 Sine |
A-3接口
|
供電 |
9~36 VDC, ≤15 W |
|
電氣接口 |
RS232/RS422 |
|
更新頻率 |
100 Hz @ 115,200 baud rate |
A-4外形結構
|
尺寸（長×寬×高，單位：毫米） |
292 × 195 ×196 |
|
重量 |
< 10 kg |
|
材質 |
鋁 |
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