我是万户3号航电系统负责人
按照总部要求，万户3号的航电系统，将会全部开源。
下周学校期末考试，资料整理暂停，待考试结束后再开源

导航系统先睹为快：
libins v0.01

libins.tar.gz 188.96KB GZ 41次下载


HAL/ADIS16375 v1.0

ADIS16375.tar.gz 6.76KB GZ 31次下载

希望如此    。。。。

猴版您好，感谢您的回复同时期盼到时有详尽的介绍。
不知道今晚如果方便的话能否先发两张航电的图片给大家过过眼瘾？我想应该不会耽误多少时间的吧。

补上了一些源码
libins >=v0.2依赖定制平台，只有libins v0.1有能够在PC上测试的版本。

libins v0.1: 基本导航数学，姿态积分算法，速度积分算法
libins v0.2: 矢量与矩阵数学
libins v0.3: 梯度下降法姿态修正
libins v0.4: 扩展卡尔曼观测器(现有最新版本/cortex-m4)
libins v0.5: 带有外部加速度自适应的间接卡尔曼滤波器（开发中）

IMU测试板


航电系统接口标准
  
KCSA-自动化系统-CAN总线接口与协议.docx 30.93KB DOCX 44次下载

这个是成品？怎么装箭？这东西成本估计要好几百块了吧。
可能是我不了解这套航电的详细内容及技术指标，说实话我见到古人的GNSS系统的第一感觉是震撼，今天见到猴版的作品的第一感觉也是震撼。

航电全家福


新的惯导单元板
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/53627

将惯导单元固定在单摆上进行实验

的确都是些高级货色，不知有没有总装好的图？

只认识一个有源螺旋天线，帮顶啦，很大的工程。。[s:274]

的确是大工程

其实这个东西的开发，是比较失败的。novakon在接管项目的时候，曾经吐槽过造价高的问题，以现在的眼光看，确实不用这么贵，可能3k左右就能做出来能用的，虽然精度差一些，但也能满足大火箭的需要。
万户3的整个电子系统，是按照能够飞行到12km高度，起飞加速度15g，着陆后信标能工作5小时设计的，再加上需求不断修改，导致系统庞大、复杂。

这才是工程级别的项目啊！这是一个团队还是公司设计出来的吧？这能力财力才是我们这些吊死望而生畏的存在！KCSA……

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。

小建议: 即使是数吨乃至数十吨的载人飞船和运载火箭,其对每个部件的重量都非常苛刻(当然保证可靠是前提)
从图片上来看,这些航电模块没有在这方面下太多功夫,
像黄铜定距管,接线端子,甚至拨码开关.........都用的极其普通的,小型化,轻量化一些,根本不会提高几块钱成本
地上跑的,水里游的,可以不太考虑重量,但是天上飞的东西,每一克份量都很宝贵!

[s:333]    电路板画的挺漂亮啊    估计单是画电路板就要花费不少时间吧

libins是Linux下编译的Win工程?

如何运算、如何控制，都是小问题。最大的麻烦在于整体的方案，到底用什么器件，配合什么算法？误差如何？算一下自己先会吓一跳。

举例：万户3的GPS/SINS导航系统，使用的IMU为ADIS16375，售价7k RMB。内部陀螺仪1sigma零漂12deg/h ，3sigma就是0.6deg/min，也就是说，2-3分钟就能产生1度的姿态角误差。
万户3升空时的加速度约15g，时间5秒，陀螺仪在校正后，仍然会受到加速度影响，大约是0.013deg/s/g。这又产生了1度的误差。这样的误差传播到导航定位上，实际只能达到200m/3min（艾伦方差）的定位精度。
这还是保守估算。实际中因为引入了GPS/加速度地平仪/陀螺寻北/气压高度计的修正数据，并且应用了较多的智能算法，误差传播的情况会变得极其复杂，甚至无法计算系统误差，只能用数值仿真来确定。
这就需要做大量的仿真和实验，才能确定方案是否合适。实际上我们在2月到6月，都一直在做这些工作。
中途由于总体设计方案的修改，电子系统的方案也进行过一次大的修改，一次直到6月底才基本完成。

ADXRS623 售价 200RMB+ 零漂指标没有给出，加速度影响因子没有给出，没有温度补偿（估计零漂在500deg/h左右）。
L3G4200D这种消费级低成本陀螺仪，每只大约在20-30RMB，指标多少就不好说了。
MPU6050陀螺仪零位温漂超过1deg/s/`C，温度稍有变化就坑爹。
反正导航类产品一分钱一分货，2倍价钱真的就是一半误差，一点也不会错的。


姿态开伞要做到可靠，测角误差应当控制在10度以内。万户3号升到最高点，最多需要50秒，也就是说，允许误差最多为0.2度/秒，这个指标十分苛刻。

万户3火箭设计的时候，整个项目的赞助款是10w RMB整，航电部分预算5w。目前航电总花费（包括黄湛钧未完成的遥测系统）一共33825.06元
如果到最后，为了省掉7000块，把10w块的火箭弄丢了，是谁也不愿以看到的，而我到时候也要负担相应的责任。

做的漂亮啊！这才是真正的火箭啊。

我希望最终装在YT4上的航电，不要是这样的



请Warmonkey同志慎重解决飞线问题

引用第18楼焓熵`于2013-06-20 00:52发表的  :

我希望最终装在YT4上的航电，不要是这样的



.......

这不叫飞线

在不增加重量的前提下 尽量用板间连接器吧

红圈中的接插头在成品航电中建议最好不用，有脱落的可能性存在。

现在的连接器，使用的是SM-4P连接器，单根插针分离力>4N，双面接触，有锁扣。引线为AWG22，载流量800mA。这种端子已经大量用于汽车电路中，可靠性满足此次任务的需要。
之前仅采购到一种满足要求的连接器，这是不得已而为之。以后一定会采纳您的意见，更换更小更轻的连接器，同时保证可靠性不降低。

这么多线  干扰会不会很大    建议做一下屏蔽

关于找箭   降落伞颜色和火箭的涂装比较重要   荧光、反光、橙色、最好加上led闪烁方便夜间寻找

很专业 很强大 就是时间跨度有点长[s:274]

纯膜拜猴子哥航电！