[發明專利]半實物仿真用GPS和INS組合制導系統

有效

• 申請號: 201210093704.9
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102620605A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 王偉;林德福;王江;范軍芳;王嘉鑫;王輝;羅艷偉;宋韜;袁亦方
• 申請（專利權）人: 林德福
• 主分類號: F41G3/32
• 分類號: F41G3/32;G05B17/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 劉冬梅

1.一種GPS和INS組合制導系統，用于制導武器的半實物仿真試驗，包括：

GPS模擬器，用于模擬GPS接收機能夠接收到的GPS信號；

GPS干擾檢測器，用于檢測所述GPS接收機是否受到干擾，并至少通過頻率分析、信號捕獲率和信號誤碼率分析來確定所受到的干擾是否對GPS信號的正常接收造成了影響以及影響有多大；

負載模擬器，用于模擬所述制導武器的舵機在飛行過程中舵面所受到的負載力矩，將該力矩通過舵軸施加到所述舵機上，并提供氣動所述舵機工作所需的氣動能源；

三軸轉臺，用于在實驗室條件下為所述制導武器的導引頭提供與實際飛行姿態逼真的彈體三自由度運動環境；以及

導航控制計算機，與所述GPS模擬器、所述GPS干擾檢測器、所述負載模擬器、所述三軸轉臺均連接，用于運行各種仿真模型以輸出所述制導武器的六自由度飛行彈道，并控制所述GPS模擬器、所述GPS干擾檢測器、所述負載模擬器、所述三軸轉臺以給所述制導武器提供至少在運動、力學和目標背景方面接近真實的試驗環境。

2.根據權利要求1所述的GPS和INS組合制導系統，其特征在于，所述GPS模擬器包括：

數學仿真部，用于完成人機交互接口和衛星導航信號的數學實時仿真以實時生成各類仿真數據；以及

射頻信號生成部，用于根據所述數學仿真部仿真的觀測數據和導航電文，實時生成基于所述GPS接收機的天線口面的射頻導航信號。

3.根據權利要求1所述的GPS和INS組合制導系統，其特征在于，所述GPS干擾檢測器包括：

參數設置管理部，用于設定并管理至少包括信號參數和干擾參數的各種參數；

干擾檢測部，用于基于所述參數設置管理部所設定和管理的所述各種參數，來對所述GPS信號檢測并分析至少包括白噪聲干擾、單載波干擾、擴頻干擾、脈沖干擾、掃頻干擾的各種噪聲；以及

信號處理部，與所述參數設置管理部和所述干擾檢測部均連接，用于基于所述干擾檢測部輸出的檢測分析結果對所述GPS信號進行至少包括同步頭生成、信號快捕、精跟段生成、偽碼精跟、勤務段生成、符號解調和信號譯碼的各種處理。

4.根據權利要求1所述的GPS和INS組合制導系統，其特征在于，所述GPS干擾檢測器的檢測流程如下：

按規定參數生成均勻分布的隨機數，

使各所述隨機數在重復預定次數后進行擴頻，

對擴頻得到的序列進行差分BPSK調制，

使調制后的信號與干擾信號相加后一起輸入GPS模擬器，

通過選定干擾類型、設置干擾信號的參數來進行信號捕獲、精跟、解擴，

對解擴后的信號進行解調運算，以及

將解調出的譯碼與原信號進行比較，以判斷該干擾是否對所述GPS信號造成了干擾。

5.根據權利要求4所述的GPS和INS組合制導系統，其特征在于，在將所述調制后的信號與干擾信號相加之前，對所述調制后的信號進行功率單位化。

6.根據權利要求1所述的GPS和INS組合制導系統，其特征在于，所述負載模擬器包括：

機械臺體，其基座固定在地面上，所述舵機置于所述機械臺體中央；

加載部，其輸出軸與所述舵軸直接相連，以將所述力矩施加到所述舵機上；

輔助組件，其包括位置伺服檢測標定裝置；

氣源部，其包括壓力流量控制裝置、空氣壓縮機和儲氣罐以及氣動控制臺，并用于提供氣動所述舵機工作所需的高壓氣動能源；以及

控制部，其采用上下位機結構，并用于控制所述機械臺體、所述加載部、所述輔助組件以及所述氣源部。

7.根據權利要求6所述的GPS和INS組合制導系統，其特征在于，所述加載部包括四個獨立的控制通道，并且各所述控制通道的加載裝置包括連接軸、彈體扭桿、光電編碼器、扭矩傳感器、位置滑臺和角位置轉臺。

8.根據權利要求7所述的GPS和INS組合制導系統，其特征在于，所述角位置轉臺包括伺服電機、光電編碼器、滾軸。