12年6月：航电技术指标


1.主惯导

GPS/SINS组合导航

硬件指标

角速度             +-300deg/s
角速度分辨率         0.1mdeg/s
线加速度影响        +-0.013deg/s/g
角速度刷新率        900Hz
姿态角             YAW +-180deg PITCH +-90deg ROLL +-180deg
姿态角误差         0.5deg RMS
陀螺仪偏置稳定性    1sigma 12deg/h
四元数输出        单精度浮点
姿态刷新率        300Hz

加速度             +-18g
加速度分辨率         0.01mg
加速度非线性         最大0.5%量程
加速度刷新率        900Hz
加速度计运行中零点漂移    1sigma 0.13mg
加速度计初始零点
速度范围        0-11km/s
速度分辨率        0.002m/s
定位范围        全球任意经纬度，内置WGS-84坐标系模型
定位精度        200m/3min 艾伦方差（GPS关闭，纯惯导模式）
            10m CEP（GPS打开，高度限制到18000m，速度515m/s）
定位信息刷新率        100Hz

内部GPS刷新率        10Hz
内部GPS波段        L1 16通道

地磁传感器量程        +-0.08T
地磁传感器分辨率    0.5uT
地磁姿态角精度        0.5deg
地磁场模型        IGRF2010（有效期5年，过期建议进行更新）

初始对准位置误差        10m（自主定位）
            0.5m（输入GPS差分站数据）
初始对准角度误差    0.02deg pitch roll, 0.5deg yaw

启动时间         10秒 包括自检，GPS关闭
            40秒 包括自检，GPS打开
电源             8-24V 400mA 2冗余 自动切换
工作温度         -40~+85C （传感器已经补偿）
通信接口        双路CANbus，协议默认遵循CANAerospace，可自定义
外形尺寸        圆柱体直径103mm，高度25mm，重量70g

软件设计：
三子样四元数算法，圆锥运动与划船效应补偿
IGRF模型允许用户选择使用地磁场和IGRF2010模型，确定载体姿态角
EKF融合 陀螺姿态角、加速度姿态角、磁航向角、GPS位置、GPS速度、GPS航向角，
输出修正后的载体运动参数，并且动态辨识传感器误差
同时输出GPS数据，纯惯导SINS数据与融和后数据，避免单一传感器失效导致融和结果错误。
内置软磁/硬磁校正模型，加速度计静态校正模型，可在没有转台的情况下，由用户自行完成校正。
高性能32位浮点DSP，配合RTOS，允许外挂用户程序，实现自定义功能


2. 气象探测

静压管2只 全量程全温区绝对精度+-150Pa      分辨率10Pa  量程1kPa-120kPa 刷新率50Hz
总压管1只 全量程全温区绝对精度-4kPa~+10kPa 分辨率120Pa 量程1kPa-1.4MPa 刷新率50Hz
热电偶温度计2只，测量总温与舱外温度  -40~+800C  精度1C  分辨率0.25C    刷新率2Hz
NTC电阻，测量舱内温度与舱外温度 -55~+125C       精度1C  分辨率0.25C    刷新率1Hz
湿度计    量程0-100% RH  精度+-1%  刷新率0.5Hz
照度计      0.1-10000Lux    分辨率5Lux   刷新率20Hz

可计算 海拔高度         -100~20km 分辨率1m
       空速TAS(True Airspeed)    0-800m/s  分辨率1m/s
所有传感器均有故障自检软件，可以通过测量数据判断失效的传感器并隔离

电源             8-24V 80mA 2冗余 自动切换
工作温度         -40~+85C （传感器已经补偿）
通信接口        双路CANbus，协议默认遵循CANAerospace，可自定义
外形尺寸        圆柱体直径103mm，高度10mm，重量100g


3. 电源管理器

全固态设计  可用于24V以下电源
8模拟量输入  12bit分辨率
8数字量输入
2路强下拉输出     10A容量
4路推挽输出    1.5A容量
4路外设电源开关     20A容量

单片机由3V独立电池供电，可无线唤醒，并遥控开启全箭电源

电源             待机电源 3V 20uA （待机） 2mA （工作） 20mA （主电源断开）
            主电源 8-24V 80mA 2冗余 自动切换
工作温度         -40~+85C
通信接口        双路CANbus，协议默认遵循CANAerospace，可自定义
外形尺寸        圆柱体直径103mm，高度10mm，重量3g


4. VHF数传电台

220MHz，10W发射功率
数据速率19200bps
全铝壳抗振设计
数字式带纠错Modem

电源             12V 2A （发射） 100mA（接收）
工作温度         -40~+85C （传感器已经补偿）
通信接口        RS232
外形尺寸        12*8*3cm 重量300g


5. 扩频数传电台

发射机
1300MHz，2W发射功率
数据速率100kbps，射频带宽10M

电源             8-16V 1A 2冗余 自动切换
工作温度         -40~+85C
通信接口        双路CANbus，协议默认遵循CANAerospace，可自定义
外形尺寸        15*8*3cm 重量200g

接收机
下变频器使用R&S ESV接收机，中频ADC为14bit/50M，送入FPGA完成解扩计算。
数据通过PCIe x4传输至PC机，辅助FPGA完成同步工作。


6. 备用惯导单元

角速度量程    +-500deg/s
加速度量程    +-16g
地磁分辨率      0.5uT
四元数输出    有
陀螺偏置稳定性    1sigma 500deg/hr
动态精度    2.0deg RMS

此惯导单元通过测量pitch角判断开伞条件，作为其他测量器件失效时的备用方案。
算法采用梯度下降法，将陀螺姿态角与融合磁/加速度姿态角融合，并排除载体振动干扰
该模块也参与到故障自检程序中。

电源             8-24V 30mA 2冗余 自动切换
工作温度         -40~+85C
通信接口        双路CANbus，协议默认遵循CANAerospace，可自定义
外形尺寸        圆柱体直径103mm，高度15mm，重量20g


备注：
航电舱采用堆叠结构，所有模块均挂接在2条电源总线和2条CAN数据总线上，所有测量数据均上传到总线
使用汽车接插件与耐高温导线保证总线可靠性。
在每个模块中，元器件全部采用汽车级产品，关键器件为航空级。
可以长时间在-20~+70C的环境下工作，短时间能耐受85度高温或者-40C低温
已经考虑多个模块失效的情况，任何1个模块失效，都不会影响到火箭的回收。
每个模块均备有自己的数据记录单元，箭上也有单独的数据记录单元，并且测量数据均实时回传到地面。