[發(fā)明專利]一種物理運動測試方式的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011079571.0
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112393743A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚路;唐志明;晏姿湘;劉龍;彭江勇;黃金;高怡;張寧軒
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北航天飛行器研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/16;G01S19/47
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42235
• 代理人: 李恭渝

1.一種物理運動測試方式的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)，其特征在于包括電器綜合測試儀，定位定向系統(tǒng)，MEMS慣組，GNSS系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，鋰電池供電系統(tǒng)；

所述電器綜合測試儀包括數(shù)據(jù)通信用的CAN卡、RS422板卡和導(dǎo)航驗證測試軟件；其中CAN卡用于與控制系統(tǒng)通訊，接收經(jīng)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的MEMS慣組數(shù)據(jù)和GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)；RS422板卡接收定位定向系統(tǒng)數(shù)據(jù)；導(dǎo)航驗證測試軟件用于對控制系統(tǒng)和定位定向系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行實時接收、監(jiān)測和存儲，便于實時了解待測試數(shù)據(jù)以及試驗后的數(shù)學(xué)分析；

所述定位定向系統(tǒng)輸出基準(zhǔn)慣組數(shù)據(jù)，作為組合導(dǎo)航驗證的計算參數(shù)；

所述MEMS慣組采集陀螺和加表數(shù)據(jù)并傳輸給控制系統(tǒng)；

所述GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)并傳輸給控制系統(tǒng)；

所述控制系統(tǒng)是彈載計算機的控制總成，此處只涉及其中的組合導(dǎo)航算法控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)接收MEMS慣組數(shù)據(jù)和GNSS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并實時進(jìn)行姿態(tài)辨識解算；

所述鋰電池系統(tǒng)用于給系統(tǒng)供電，分別供給電器綜合測試儀、控制系統(tǒng)以及定位定向系統(tǒng)；

所述電器綜合測試儀和定位定向系統(tǒng)、控制系統(tǒng)電連接；所述控制系統(tǒng)和MEMS慣組、GNSS系統(tǒng)電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)，其特征在于還包括三軸轉(zhuǎn)臺和工裝系統(tǒng)，用于改變定位定向系統(tǒng)和MEMS慣組姿態(tài)，為組合導(dǎo)航驗證提供不同工況。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)，其特征在于還包括試驗車，所述試驗車內(nèi)裝載著權(quán)利要求1或2所述的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)，所述試驗車按照預(yù)先設(shè)定的運動軌跡和速度運動，定位定向系統(tǒng)實時輸出試驗車所在的位置的基準(zhǔn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)航驗證測試軟件其工作流程具體為：

所述MEMS慣組采集陀螺和加表數(shù)據(jù)通過CAN轉(zhuǎn)發(fā)至綜合測試儀系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)存儲并通過CAN通訊發(fā)送給控制系統(tǒng)；

所述GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)通過CAN轉(zhuǎn)發(fā)至綜合測試儀系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)存儲并通過CAN通訊發(fā)送給控制系統(tǒng)；

所述定位定向系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過RS422串口傳送給電器綜合測試儀并通過CAN通訊裝訂給控制系統(tǒng)；

所述控制系統(tǒng)在接收MEMS慣組、GNSS數(shù)據(jù)和定位定向系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行導(dǎo)航計算，輸出計算結(jié)果并保存。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)，其特征在于所述所述鋰電池系統(tǒng)用于給系統(tǒng)供電，提供+28V供電。

6.一種物理運動測試方式的組合導(dǎo)航驗證方法，其特征在于包括步驟：

S1、試驗車內(nèi)裝載權(quán)利要求1或2所述的組合導(dǎo)航驗證系統(tǒng)，鋰電池上電；

S2、試驗車7按照預(yù)選設(shè)定的軌跡和速度運動；定位定向系統(tǒng)實時輸出試驗車所在的位置的基準(zhǔn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)；

S3、電器綜合測試儀通過RS422串口接收定位定向系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，通過CAN通訊裝訂給控制系統(tǒng)；

S4、MEMS慣組和GNSS數(shù)據(jù)通過CAN通訊發(fā)送給控制系統(tǒng)，同時轉(zhuǎn)發(fā)至綜合測試儀系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)存儲；

S5、控制系統(tǒng)在接收MEMS慣組、GNSS數(shù)據(jù)和定位定向系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行導(dǎo)航計算，輸出計算結(jié)果并保存。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合導(dǎo)航驗證方法，其特征在于所述步驟S2基準(zhǔn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)包括：經(jīng)緯高、俯仰角、偏航角、滾轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合導(dǎo)航驗證方法，其特征在于所述步驟S5進(jìn)行導(dǎo)航計算的具體方法為：組合導(dǎo)航算法，利用gps高精度定位為memes迭代運算提供初始的位置和速度信息，在mems運算的過程中，利用gps的結(jié)果，采用擴展的卡爾曼濾波方法校正mems迭代的累計誤差，兩者組合，能克服各自缺點，產(chǎn)生優(yōu)于單獨任何一種導(dǎo)航的算法。