[发明专利]一种多源传感综合集成复合导航微系统协同设计平台

说明书

本发明提供一种多源传感综合集成复合导航微系统协同设计平台，包括：应用场景分析与指标分解子平台，用于规划系统功能，根据不同应用场景精度需求设计系统性能指标和系统架构，并将系统性能指标分解为各传感器性能指标，根据各传感器性能指标修正系统性能指标；算法仿真验证子平台，用于根据系统架构建立算法仿真模型；物理架构设计子平台，用于根据系统架构建立物理架构模型；多物理场仿真子平台，用于根据物理架构模型进行多物理场仿真，以得到最终设计模型。本发明可实现系统总体层面与各单元间层面的协同设计与验证，确保制造之前系统整体性能实现高置信度设计优化，提高正向设计能力，缩短项目开发迭代周期，提高研制效率和准确率。

技术领域

本发明属于导航微系统技术领域，具体而言，涉及一种多源传感综合集成复合导航微系统协同设计平台。

背景技术

微系统具有多专业多层级的特点，由多源传感综合集成架构的复合导航微系统是其中的典型代表。多源传感综合集成复合导航微系统由MEMS惯性测量单元（包含三轴加速度计和陀螺仪）、卫星导航单元、微型高度计、微型磁力计、数字处理芯片等通过微系统工艺实现高密度集成，通过算法和专用芯片实现多源导航信息深度融合。该导航微系统通过对运动载体的加速度、角速度、高度以及周围环境的磁场强度进行感测，并通过惯性导航算法、补偿算法和多信息融合算法进行处理，从而获得载体的位置和速度等信息。导航微系统中多传感器之间、传感器与驱动电路、传感器与算法处理芯片等均通过微系统工艺异质异构集成。

目前，导航微系统的设计通常在对各分模块分别设计完成后，再统一进行集成仿真，缺乏复合导航微系统一体化设计技术，在工艺制造之前无法保证系统整体性，也无法实现高置信度的设计优化。并且，当前各相关设计方已有平台中，工具类型、版本等均存在差异，数据难以交互共享，研发成本高、研发难度大，产品开发往往需要多次迭代，导致微系统设计效率低下，研发周期长，影响系统的研制进度和效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种多源传感综合集成复合导航微系统协同设计平台。

本发明提供一种多源传感综合集成复合导航微系统协同设计平台，所述平台包括：

应用场景分析与指标分解子平台，用于对导航微系统的系统功能进行规划，根据不同应用场景的精度需求设计系统性能指标和系统架构，并将所述系统性能指标分解为各传感器性能指标，根据各所述传感器性能指标对所述系统性能指标进行修正，以使修正后的系统性能指标与所述精度需求相匹配；

算法仿真验证子平台，用于根据所述系统架构建立算法仿真模型，以验证所述修正后的系统性能指标是否满足对应应用场景的精度需求；

物理架构设计子平台，用于根据所述系统架构建立所述导航微系统的物理架构模型，以实现所述导航微系统的器件工艺和版图设计以及电路版图设计；

多物理场仿真子平台，用于根据所述物理架构模型进行多物理场仿真，以得到所述导航微系统的最终设计模型。

在一些实施方式中，所述应用场景分析与指标分解子平台具体用于：

根据应用场景信息、卫星数据、导航微系统的定位精度需求、导航微系统的定位时间需求以及导航微系统的初始条件，融合多种标准导航算法，得到导航微系统的惯性测量单元精度指标、导航微系统运行状态、导航算法耦合方案以及导航微系统定位精度；其中，

所述应用场景包括无人机场景、单兵系统场景、导弹场景中的至少一者；

所述导航微系统的初始条件包括导航微系统的速度信息、姿态信息和初始误差信息；

所述惯性测量单元精度指标包括陀螺仪精度指标和加速度计精度指标；

所述导航微系统运行状态包括导航微系统的速度信息和姿态信息；

所述导航算法耦合方案包括紧耦合/松耦合信息融合导航算法。