[发明专利]一种物理运动测试方式的组合导航验证系统及方法

说明书

本发明的一种物理运动测试方式的组合导航验证系统，包括电器综合测试仪(软硬件系统)，定位定向系统，MEMS惯组，GNSS系统，控制系统，锂电池供电系统。本发明设计了一种简单易用、工作可靠的实际物理运动方式的组合导航验证系统，利用试验车按照预选设定的轨迹和速度运动，定位定向系统实时输出试验车所在的位置的基准导航数据，对于组合导航算法进行验证，综合了器件实际误差、系统融合硬件误差、算法误差的综合值，最能直观显示组合导航系统的精度，低成本地实现了实际物理运动方式对组合导航系统的验证。

技术领域

本发明属于航天控制综合技术领域，具体为一种物理运动测试方式的组合导航验证系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，目前已出现了多种适用于航行体的导航系统。虽然它们各有优点，但也有其固有的不足之处。而飞行器的发展对于导航系统在精度、可靠性等方面都提出了越来越高的要求，因此单一的导航系统难以满足要求。将载体上的几种导航系统组合起来，构成组合导航系统，将能达到取长补短、汲取各种导航系统优点的目的，更好的满足导航系统要求。

所谓组合导航，就是利用两种或两种以上的非相似导航系统对同一导航信息作测量，并解算形成量测量，然后从这些量测量中计算出各导航系统的误差并校正。采用组合导航方式的系统成为组合导航系统，参与组合的各导航系统称为子系统。

组合导航系统的验证方式主要有以下三种。1.实际物理测试。这种测试方法综合了器件实际误差、系统融合硬件误差、算法误差的综合值，最能直观显示组合导航系统的精度。但是这种方法也有局限性，包括客观物理条件限制，测试效率低，测试成本高。2.软件仿真测试。通过导航解算程序计算得到导航结果，将设定轨迹的导航信息与导航结果对比验证。易于实现，成本低，无需额外的硬件设备。测试参数可以随意调整，可检测各种极端环境情况，不依赖于硬件系统。局限在于：无法评估器件误差，无法评估系统硬件性能，建模难度大。3.软硬件结合的半物理仿真测试。介于软件仿真和物理运动试验之间的一种测试方式。兼具了上述两种方法的优点，作为补充。但是该系统较为复杂，并且会额外引入各模拟器的控制误差和模拟器信号之间的时间同步误差。

以上对比可以看出，实际物理运动测试是最可靠、直观的一种方式，缺点在于客观物理条件和成本限制。因此设计一种简单易用、工作可靠的实际物理运动方式的组合导航验证系统对于组合导航算法的验证和具体实现有着重要意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供物理运动测试方式的组合导航验证系统及方法，由此解决现有实际物理运动测试方式受客观物理条件限制、测试效率低、测试成本高的技术问题。

本发明的一种物理运动测试方式的组合导航验证系统，包括电器综合测试仪(软硬件系统)，定位定向系统，MEMS惯组，GNSS系统，控制系统，锂电池供电系统；

所述电器综合测试仪包括数据通信用的CAN卡、RS422板卡和导航验证测试软件；其中CAN卡用于与控制系统通讯，接收经控制系统转发的MEMS惯组数据和GNSS卫星数据；RS422板卡接收定位定向系统数据；导航验证测试软件用于对控制系统和定位定向系统输出数据进行实时接收、监测和存储，便于实时了解待测试数据以及试验后的数学分析；

所述定位定向系统输出基准惯组数据，作为组合导航验证的计算参数；

所述MEMS惯组采集陀螺和加表数据并传输给控制系统；

所述GNSS卫星系统接收卫星数据并传输给控制系统；

所述控制系统是弹载计算机的控制总成，此处只涉及其中的组合导航算法控制系统。该系统接收MEMS惯组数据和GNSS卫星数据，并实时进行姿态辨识解算；

所述锂电池系统用于给系统供电，分别供给电器综合测试仪、控制系统以及定位定向系统；