[發明專利]一種機載SINS/BDS/GNSS/TAN組合導航半物理仿真系統

在審

• 申請號: 202011633162.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112859137A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 胡偉;湯郡郡;宋中建;周章勇;韓梁
• 申請（專利權）人: 國營蕪湖機械廠
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 陳紅

本發明涉及機載組合導航半物理仿真領域，具體是一種機載SINS/BDS/GNSS/TAN組合導航半物理仿真系統，包括：飛行仿真計算機、慣性導航部件、多體制衛星導航模擬器，接收飛行仿真計算機通過以太網實時傳輸的載機飛行參數，模擬產生BDS、GNSS衛星導航信號，并由慣性導航部件中的衛星導航接收機接收并解算；組合導航計算機，內部存儲預先完成地形高程數據庫存儲，并接收各導航數據，由導航解算完成組合導航運算，通過修改飛行仿真計算機模擬參數，生成任意導航軌跡；采用半物理仿真的形式在試驗室條件下對機載設備、組合導航系統定位精度進行測試，能夠以克服實際跑車或飛行試驗周期長、成本高的缺點。

技術領域

本發明涉及機載組合導航半物理仿真領域，具體是一種機載SINS/BDS/GNSS/TAN組合導航半物理仿真系統。

背景技術

高精度長航時飛機對導航系統提出了很高的要求。憑借任何一種單獨的導航手段來實現高精度導航，不僅成本高而且能夠靠性差，因此必須將多種導航手段進行組合，實現優勢互補。

捷聯慣性導航系統(Strapdown Inertial Navigation System，SINS)不需要任何外來信息，也不向外輻射任何信息，僅依靠自身就能夠在全天候條件下，在全球范圍內和任何介質環境里進行連續的定位與導航，但是作為一種航跡推算導航方式，無法避免誤差隨時間積累的固有缺陷。

全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)為全球性的位置和時間測定系統，能夠為地球表面、近地表面和地球外任意地點、任意多個用戶提供全天候、實時、高精度的三維位置、速度、以及精密的時間信息，并且其誤差不隨時間積累。但實際情況下，GNSS量測信號極易受到周圍環境、多路徑效應等多種因素的影響。且缺乏自主權使GNSS的使用受到限制。

北斗衛星導航系統(BDS)是我國正在建設的全球衛星定位與通信系統。目前，北斗二代系統正在為中國及周邊地區用戶提供高精度、全天候的導航、定位和授時服務，毫無疑問，自行研制、自主控制的BDS是消除我國在該領域對別國依賴，擺脫衛星定位導航受制于人局面的最佳選擇。

地形輔助導航(TAN)是一種利用地形高程特征來進行輔助定位的方法，它自主、隱蔽、連續、全天候，導航定位誤差不隨時間積累，且不存在衛星導航系統信號易受干擾等缺點，是理想的輔助導航定位手段。

對組合導航系統進行實際的跑車或飛行試驗周期長，費用大，因此，采用半物理仿真的形式在試驗室條件下對機載設備、組合導航系統定位精度進行測試十分必要。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種機載SINS/BDS/GNSS/TAN組合導航半物理仿真系統。

一種機載SINS/BDS/GNSS/TAN組合導航半物理仿真系統，包括：

飛行仿真計算機，模擬載機的飛行狀態，并輸出實時飛行參數數據，包括載機速度、位置、姿態數據；

慣性導航部件，接收飛行仿真計算機輸出的HB6096格式的載機飛行參數，通過捷聯解算輸出速度、位置、姿態數據；

多體制衛星導航模擬器，接收飛行仿真計算機通過以太網實時傳輸的載機飛行參數，模擬產生BDS、GNSS衛星導航信號，并由慣性導航部件中的衛星導航接收機接收并解算；

組合導航計算機，內部存儲預先完成地形高程數據庫存儲，并接收各導航數據，由導航解算完成組合導航運算。

所述的飛行仿真計算機包括負責運行飛行仿真系統的工控機一、通過以太網向多體制衛星導航模擬器發送載機的飛行速度、位置、姿態信息的通信模塊、根據飛行控制律實現飛行仿真并生成相應軌跡的載機飛行仿真模塊、將飛行仿真模塊輸出的載機飛行參數轉換為HB6096格式輸出給慣性導航部件的接口轉換模塊。