ASR-TAAT第一代模块化航电系统项目资金申请
bh,王者归来2013/04/27科创基金 IP:江苏
对项目的简要介绍

先放LOGO
QQ图片20130427230437.jpg


ASR-TAAT第一代模块化航电系统”星云“ (ASR-TAAT Avionics System ”Nebula“)是ASR先进探空火箭项目的附属项目之一,其研制产品将会在ASR的首系列110mm级大气探测火箭和INS技术验证箭上使用,并发展为通用航电系统(即在此航电系统的基础上,加入不同的功能模块,即可实现探空火箭的多功能,从而使业余火箭也具有了巨大的实际效用)。此航电系统由南京ASR项目组和古人设计局合作研制,ASR项目组主要根据实际任务需求、箭体结构设计和理论计算来提供设计概况,以及基于硬件的软件设计;古人设计局负责实际电路设计、原件采购、焊接等工作。”星云“航电系统规格为90mm,可以兼容箭体内径90mm以上的无控气动稳定的业余/专业火箭。”星云“系统可以提供GPS、姿态、内部和外部3个温度监测点、气压等基础飞行数据,同时具备自我检查,多路供电、实时数传,数据备份,全箭仪器数据链,自动开伞/点火等功能。以”星云“系统的内部数据链为纽带,可以接驳如探空仪这样的多功能模块,可以通过数据链向地面发回信息。目前该系统ASR小组已基本完成结构设计和基本规划,古人设计局正在设计之中,进度已超50%(4个分模块已完成2个)。本系统完成后,我们会在科创论坛上做发布,感兴趣的同学可以订购。

很多人都在做航电,但大家的系统明显缺乏通用性,”星云“系统希望提供这样一个平台,通过实际的发射检验逐渐走向成熟。

箭体内部结构设计.png
结构设计和基本规划

QQ截图20130427233333.jpg
展示:已完成设计的飞行计算机板的预览图



申请者信息

姓名:还哲      高二学生             在本组内担任职务:ASR负责人,总设计师
ID:反正已经死                      其他私信

QQ截图20130427233433.jpg
左一为本人

于2012年中旬组建ASR(多功能先进探空火箭项目),并已成功领导ASR项目度过了预研期,进入正式的第一期项目,完成对低能燃料的工艺定型,简单CFD气动模拟实验的尝试,箭体的设计等。与广局长期保持良好的合作。

申请内容
经费内容将被全部用来构建”星云“系统
主要为原件采购费用和打板制版费用

QQ截图20130427235451.jpg
QQ截图20130427234919.jpg
sensor板和power manager板大约需850元
Xtend    数传模块     1对               3105元
5V        电源                                  27元

共计申请1000元
可以看到,需求远大于资金资助值,所以希望同时参加露行动,如有意愿资助的童鞋可以捐款 。

本项目并不直接涉及特种爱好,但我们任然为间接的涉及做声明,我们已采取一切可能的安全措施并承诺一切后果自行负责,与论坛无关。

二楼给古人设计局,他将展示目前更多进度
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来自:自助服务区 / 科创基金
79
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
xxn599
11年1个月前 IP:未同步
520499
回 48楼(反正已经死) 的帖子
已私信~注意查收~
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warmonkey
11年1个月前 IP:未同步
520541
回 41楼(古人) 的帖子
对齐是算法解决的问题,将模块固定在转台上,围绕一个中心点旋转,卡尔曼滤波器估计出对齐误差
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彩虹之巅
11年1个月前 IP:未同步
520605
我最关心的是:这套系统能否实时记录传回火箭的GPS位置数据?
                        数传的有效距离是多少?
                        GPS数据采集频率是多少?
                        高速飞行中GPS失锁问题如何解决?
                        另外箭体是什么材料做的?
                        如何保证GPS信号不被阻挡?
                        采取何种措施来保证火箭落地后的快速寻找?

楼主能否解答一下?[s:223]    


最后,研究成果和相关试验数据是否在论坛上做非商业用途的共享?
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bh,王者归来作者
11年1个月前 IP:未同步
520631
我明确授权古人的发言,他是这个项目的主要参与者。

我可能误解了虎哥的意思,认为是要把整个项目进行宏观的介绍。但是电子系统的研究思路基于整个项目,不得不在有限的篇幅内做一些看似夸夸其谈的宏观介绍,这样的话我就来说一下我们电子系统的研究思路。这四块板子的首要目的是构建一个数据采集系统,收集探空火箭飞行过程中的姿态、气压、温度以及GPS数据,利用数传模块随时回传,并用TF卡备份数据。其次本系统负责控制火箭的回收系统动作,用于触发点火药,进行开伞,第三本系统希望进行多功能模块的拓展,利用拓展的传感器模块,记录更多想要记录的数据。

4块板子的具体设计思路图在第0楼的第二幅图。GPS系统被放在了最顶段,而且使用全向天线,确保型号的接收。数传模块和电源被隔舱放置在了载荷舱下面,这样以减少干扰。四层垂直排列,平行放置的板子最下段的是电源管理板,考虑到接线的方便,所以放置于此。中控板使用有3个uart通道的STM32F103RET6处理器,价格低廉,性能足够使用。

最近在准备SAT考试,比较繁忙,若不能及时回复大家的提问,请谅解!
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古人
11年1个月前 IP:未同步
520635
回 53楼(bolide) 的帖子
刚刚看到你的回复,我在这里说明一下:
1.数传的有效距离是多少?——为了尽可能的保证数据链的可靠性,我们最初选择的是XTend 900 1W高可靠数传模块。但是出于严格遵守我国对于无线电相关规定的态度,这个模块的发射频率和功率均超出了免执照无线电频谱范围之外。所以我们现在准备更换一种方案,使用XBee系列小功率数传模块系统,或者诸如433MHz,以及广局所使用的220MHz数传电台系统,其空旷无遮挡有效通信距离在8KM-10KM的范围内。
XXXXS数据采集频率是多少?——在我们T.A.A.T.现有的GNSS接收机产品线内,同时在业余爱好者所能承受的价格范围内,同时还是可以直接支持本套ASR航电系统数据接口的型号:最大可以提供20Hz可靠刷新率的GNSS接收机系统板。但是本次板载使用的是5Hz的接收机。(出于ASR项目组资金规划原因)
3.另外箭体是什么材料做的?如何保证GPS信号不被阻挡?——箭体材料的选用,请咨询ASR项目组总负责人还哲同志;GPS天线将安装在整箭无大幅信号衰减性材料的地方,同时使用全向馈电阵子与带通滤波器和低噪声射频放大器,提高信号接收可靠性。
4.采取何种措施来保证火箭落地后的快速寻找?——按照我们目前的方案,将采用GPS数据回传+无线电信标两种复合找回方案进行实施。
5.这套系统能否实时记录传回火箭的GPS位置数据?高速飞行中GPS失锁问题如何解决?——在"XXXXS数据采集频率是多少?——在我们T.A.A.T.现有············最大可以提供20Hz可靠刷新率的GNSS接收机系统板。"这个条件下,如果实际工作状态不超过我手册规定的范围内时(T.A.A.T. GNSS Receiver Datasheet),是可以实时记录GPS位置数据的;另外关于高速下GPS失锁这个问题对于"民用"GPS接收机来说是个难题,因为在其设计的时候就给解算芯片内加了门限设置,导致速度快到一定程度就会自动失锁。对于如何解决这个问题,T.A.A.T.现有两套支持射频直采的ADC EVM,以及一片NovaTek GNSS Receiver,我购买这三套EVM的目的就是通过使用软件无线电的方式解决上述问题,把解算环节交给电脑,绕过被设置了门限的民用GPS解算芯片。目前我们T.A.A.T.负责软件算法的爱好者朋友已经找出了合适的位置解算程序,但是想把它移植到模块化的接收器板上从而缩小体积和降低成本还属于一个尚未解决的难题,但是这不代表我们会在这个问题上停步不前从而放弃。
6.研究成果和相关试验数据是否在论坛上做非商业用途的共享?——这个问题要看ASR小组的意见了,不过我相信这应该不是大问题。
以上就是我对于你疑问的回复,如果尚有不明白之处欢迎提出。PS:工作比较繁忙,回复不及时请务必谅解。
占楼发表一下关于42楼的意见:
如果IMU的传感轴线和箭体基本的坐标轴线都无法标齐的话,那还谈何获取准确的姿态数据呢?(只是在贴装传感器芯片的时候与PCB板上的标线对齐罢了,因为航电在安装的时候与箭体坐标的标齐也是按照航电板上的标线来完成的。)我想既然能在硬件源头处理的问题为何还要交给算法去补偿呢,作为对可靠性要求颇高的航电系统来说,应该在保证原有功能目的的基础上尽可能的简化软件算法的复杂程度。
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bh,王者归来作者
11年1个月前 IP:未同步
520636
回 53楼(bolide) 的帖子
我没有时间详细解答,粗略的回答一下。
1、可以,但这没太大意义。因为GPS刷新频率仅为5hz,而且我们解决失效的方案未验证,GPS主要用来找回火箭。
2、如果使用XTend和增益天线,超过10km是没有问题的,但目前XTend被禁止使用,我们正在积极寻找替代品。
3、5Hz
4、这个主要参考qu8k的解决方案,1是全部更换晶振为陶振,2是读原始数据,避免因软件无法识别巨大的位置变化而自动重启。
5、PVC
6、在54楼有阐述,另外使用陶瓷滤波器保证信号过滤出有效的GPS型号频段,把其他频率都衰减掉
7、主要使用GPS回传的数据进行定位,但考虑到目前GPS的解决方案未经过测试,我们会在火箭上搭载无线电信标,通过无线电测向找回。
8、几乎所有的测量数据会公开,特别是失败的部分会首先公开,给大家作为教训和改进意见。但设计数据会有所保留。

我和古人一再强调GPS以及制导系统并非本项目的重点,当这个航电数据记录系统成熟之后,我们才会对这些方面展开更深的研究。
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彩虹之巅
11年1个月前 IP:未同步
520660
谢谢您的回复!

目前来说,数据采集、实时数传、开伞回收等方面的实现起来不是问题。

但我觉得最有意义的还是下面三个方面:
1、GPS系统在火箭飞行中的高频率数据采集;
2、高速飞行时失锁问题的实际解决议案;
3、方便可靠的火箭寻回系统。
如果ASR和古人科技能在上述三个方面能拿出实际的解决方案并做一次成功的试验的话,那将是一次突破!

“几乎所有的测量数据会公开,特别是失败的部分会首先公开,给大家作为教训和改进意见。但设计数据会有所保留。”
  ------如果ASR和古人不想将此项目的研究成果用作商业用途的话,希望能将所有的内容公开并制作成一个教程,我想这能更快的缩小国内与国外火箭爱好者的差距。当然,不论是否公开全部内容,都不影响这是一个了不起的成就!
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bh,王者归来作者
11年1个月前 IP:未同步
520674
回 57楼(bolide) 的帖子
感谢您的质疑,本项目的目标是发展制式化航电系统,您所提出的三个问题我们都在着手解决,力争解决大部分的问题。

至于数据方面,我们奉行和广局一样的策略,公开数据,保留知识产权。但目前来看,除了将一些多余的材料在论坛内部赠送或出售外,没有商用的打算。
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bg2bhc
11年1个月前 IP:未同步
520689
回 55楼(古人) 的帖子
期待GPS的结果。
至于对齐问题,安装误差肯定有的,乘一个矩阵转一下就是了,着实不是大问题。。
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彩虹之巅
11年1个月前 IP:未同步
520699
嘿嘿,说质疑有些重了,只是说说我的想法而已。

关于奉行何种策略,只是我们的出发点不一样,没有对错之分。

就拿我来说吧,我觉得自己搞业余火箭,只是一个兴趣爱好,发泄一下过剩的精力,打发打发业余时间,仅此而已,不然人会闷出毛病的。同时也特别羡慕ASR小组,能有一帮有共同兴趣的童鞋在一起,很怀恋学生时代的那种感觉,虽然说现在的生活也很滋润,但总感觉缺少些什么,有些时光一但过去就再也回不来了。[s:215]
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10班陈大葱22号
11年1个月前 IP:未同步
520733
关于民用gps高速被锁,我记得我的手机的gps在飞机上也能使啊,显示速度每小时八百多公里....  
啊不过火箭可以过音速
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古人
11年1个月前 IP:未同步
520757
回 61楼(10班陈大葱22号) 的帖子
嗯,没错。飞机上GPS的确可以使用,我用Lowrance手持机在飞机上实测速度为600-800+Km/h。
民用GPS的门限值是1854Km/h,所以飞机那点速度还是没问题的。
但是对于火箭来说,速度和加速度都很大,容易造成运算芯片的判断混淆或超出芯片的设置门限,所以用民用GPS就会失锁。我们现在正在致力于使用GPS源码数据进行外部解码和使用软件无线电(SDR)方式解决这个问题。
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xxn599
11年1个月前 IP:未同步
520845
回 57楼(bolide) 的帖子
我觉得,突破民用gps限制是个难点,但不一定有实际意义。lz也说了,gps确实不是重点,留出接口是可以的。

目前箭体姿态不可控,谈不上巡航,更谈不上制导,实时回传gps数据有啥用呢
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xxn599
11年1个月前 IP:未同步
520847
回 61楼(10班陈大葱22号) 的帖子
我手机在飞机上从来没成功锁过星。。起飞之前也是。。
下次再试试
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xxn599
11年1个月前 IP:未同步
520849
回 50楼(虎哥) 的帖子
哈,这次不增加虎哥工作量了,以后宽裕了支持支持KC基金
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bg2bhc
11年1个月前 IP:未同步
520868
回 62楼(古人) 的帖子
民用GPS硬件也有问题的
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古人
11年1个月前 IP:未同步
520887
回 66楼(bg2bhc) 的帖子
哦,请问您这里指的是什么?
是民用GPS在飞机上的问题吗?还是其他的?
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bg2bhc
11年1个月前 IP:未同步
521087
回 67楼(古人) 的帖子
高速失锁,ASR的同学也说了,晶振拉偏不够需要换,不是只靠后端信号处理就可以搞定的,所以在不动硬件的情况下建议不要在这里浪费太多时间……
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古人
11年1个月前 IP:未同步
521183
回 68楼(bg2bhc) 的帖子
我这里使用的是陶振,高g特性要优于晶振,我先前给ASR项目组曾经交代过,可能是他们忘记了。
其实GPS对加速度的敏感程度要远远高于速度,很多时候不是因为速度太快而失锁,而是加速度过快导致晶振漂移或者解码芯片判断混淆。
所以我在这里才选择陶振和外部处理的方式,尝试优化或者解决这个问题。同时使用NovaTel的评估板做对照组实验,看看他们是怎么解决的。
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bh,王者归来作者
11年1个月前 IP:未同步
521259
传感器和IMU板也于今天完成设计

正面
FF.jpg

背面
AD.jpg   

价格预算表
QQ截图20130430234201.jpg


而电源管理器板还正在设计中
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【四方】
11年1个月前 IP:未同步
521397
完全不懂,但是支持,
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彩虹之巅
11年1个月前 IP:未同步
521489
回 70楼(反正已经死) 的帖子
MPU6050和HMC5883好象没那么贵吧,我买的一个MPU6050模块才22一个,HMC5883模块才24一个,直接买芯片的话还要便宜很多。另外BMP085模块是可以测量温度的,那个DS18820U是否多余。
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彩虹之巅
11年1个月前 IP:未同步
521538
回 72楼(bolide) 的帖子
是我看错了,是6个的价格。抱歉。[s:274]
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bh,王者归来作者
11年1个月前 IP:未同步
521557
回 73楼(bolide) 的帖子
[s:228] 没关系,没关系。刚刚有点激动,请原谅
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jrcsh
11年1个月前 IP:未同步
521615
回 72楼(bolide) 的帖子
多器件互校验也好,


如果外围的 接口是2.54距离的孔,  哪这个板子的直径有 100mm 以上,是否?


如果是的话 j这个直径多少平民玩得动。。。。。。。    建议切除无关的面积,小型化40mm ~60mm
+50
科创币
delete
2013-05-02
这个是普及的基础
+10
科创币
古人
2013-05-02
这套板子的直径是90mm,接口四个方向每个方向均为2×12Pin2.54mm间距。
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虎哥
11年1个月前 IP:未同步
521618
公示已经完成,期间未收到对抗性的异议,我们打算批准资助。但是目前尚未收到申请人提供的账号信息,请补正。账号信息应以短消息形式发给“科创论坛”,其账户名必须与申请人的姓名一致。
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虎哥
11年1个月前 IP:未同步
522034
已收到补正资料。申报项目符合科创基金的资助范围和资助目标。现批准资助。

项目名称:ASR-TAAT第一代模块化航电系统(研制)
资助编号:2013A003
资助额度:1000元
批准日期:2013-05-03

请注意必须承担的义务,在资助批准之后的3个月内,必须进行第一次项目报道。对资金使用和项目进展,必须及时公布。
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bh,王者归来作者
11年1个月前 IP:未同步
522730
回 77楼(虎哥) 的帖子
收到!向总局表示衷心的感谢,保证按时完成任务!
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