[發(fā)明專利]一種用于導航算法的仿真驗證方法和仿真驗證平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811366906.X
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109489687A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 李春;劉明陽;胡國鵬;武思軍;李喆
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01S19/23
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;金躍

本申請實施例提供了一種用于導航算法的仿真驗證方法和仿真驗證平臺，該方法的步驟包括：對預先規(guī)劃的軌跡過程進行求解，獲得標準飛行軌跡數(shù)據(jù)和慣性器件輸出參數(shù)；根據(jù)衛(wèi)星在軌位置和速度，篩選可見可用的GPS衛(wèi)星，并確定最優(yōu)GPS導航星以及GPS數(shù)據(jù)信息；所述GPS數(shù)據(jù)信息包括GPS偽距、偽距率、位置和速度；利用內(nèi)置算法庫的導航結果作為參考，以所述慣性器件參數(shù)和GPS數(shù)據(jù)信息作為預先編寫的導航算法的輸入，將算法解算的航跡結果和所述標準飛行軌跡數(shù)據(jù)進行比對和誤差分析，獲得驗證結果。本申請所述技術方案能夠為導航算法的研究者提供一個驗證平臺，為分析與優(yōu)化導航算法提供便捷方式。

技術領域

本申請涉及仿真驗證分析領域，特別涉及一種用于導航算法的仿真驗證方法和仿真驗證平臺。

背景技術

導航技術的廣泛應用以及捷聯(lián)慣導的諸多優(yōu)點，使其成為人們研究的一個重要方向。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術日益成熟。在獲得真實的飛行軌跡數(shù)據(jù)非常困難的情況下，一個解決飛行軌跡數(shù)據(jù)和慣性器件輸出參數(shù)來源困難問題的導航算法仿真驗證平臺顯得尤為重要。

導航算法仿真和驗證平臺實現(xiàn)對飛行器飛行過程中的位置、速度、姿態(tài)信息以及陀螺儀、加速度計輸出數(shù)據(jù)進行模擬仿真，如果驗證捷聯(lián)導航算法與GPS/北斗組合導航算法，還需要提供GPS輸出數(shù)據(jù)包括位置、速度、偽距、偽距率等。利用仿真數(shù)據(jù)進行導航算法測試。通過仿真，得出導航算法計算得到的飛行器當前速度、位置、姿態(tài)信息以及相應的誤差信息，能夠檢驗不同捷聯(lián)導航算法的性能。此外，平臺還可以通過程序調(diào)用，程序移植，實現(xiàn)混合編程和系統(tǒng)的工程實踐。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題之一，本申請?zhí)峁┝艘环N用于導航算法的仿真驗證方法和仿真驗證平臺。

根據(jù)本申請實施例的第一個方面，提供了一種用于導航算法的仿真驗證方法，該方法的步驟包括：

對預先規(guī)劃的軌跡過程進行求解，獲得標準飛行軌跡數(shù)據(jù)和慣性器件輸出參數(shù)；

根據(jù)衛(wèi)星在軌位置和速度，篩選可見可用的GPS衛(wèi)星，并確定最優(yōu)GPS導航星以及GPS數(shù)據(jù)信息；所述GPS數(shù)據(jù)信息包括GPS偽距、偽距率、位置和速度；

以所述慣性器件參數(shù)和GPS數(shù)據(jù)信息作為預先編寫的導航算法的輸入，將算法解算的航跡結果和所述標準飛行軌跡數(shù)據(jù)進行比對和誤差分析，獲得驗證結果。

根據(jù)本申請實施例的第二個方面，提供了一種用于導航算法的仿真驗證平臺，該平臺包括：

可規(guī)劃軌跡發(fā)生器，對預先規(guī)劃的軌跡過程進行求解，獲得標準飛行軌跡數(shù)據(jù)和慣性器件輸出參數(shù)；

GPS衛(wèi)星仿真器，根據(jù)衛(wèi)星在軌位置和速度，篩選可見可用的GPS衛(wèi)星，并確定最優(yōu)GPS導航星以及GPS數(shù)據(jù)信息；所述GPS數(shù)據(jù)信息包括GPS偽距、偽距率、位置和速度；

仿真驗證模塊，利用內(nèi)置算法庫的導航結果作為參考，以所述慣性器件參數(shù)和GPS數(shù)據(jù)信息作為預先編寫的導航算法的輸入，將算法解算的航跡結果和所述標準飛行軌跡數(shù)據(jù)進行比對和誤差分析，獲得驗證結果。

本申請所述技術方案能夠檢驗SINS/GPS緊耦合組合導航算法、SINS/GPS松耦合組合導航算法、SINS算法等不同捷聯(lián)導航算法的性能，尤其是提供緊耦合組合導航算法的信息輸入和驗證平臺，為導航算法的研究者提供一個理想的驗證平臺。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1示出本方案所述微分方程求解流程的示意圖；

圖2示出本方案所述GPS衛(wèi)星仿真器工作流程的示意圖；