[發明專利]一種基于模型的組合導航快速原型系統

有效

• 申請號: 202110149469.1
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112964244B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 曾慶華;葉宵宇;王宏福;張宗宇;王佳;張祖城;王歡;張青
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/16;G01C21/20;G01C21/24;G01S19/33;G01S19/47;G09B25/00
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發明公開了一種基于模型的組合導航快速原型系統，所述系統嵌入有Simul?ink仿真工具，所述系統還包括微處理器、高性能GPS/北斗模塊、慣性傳感器模塊與Simul?ink?ANSToolbox工具箱模塊，其中，所述微處理通過串口獲取所述高性能GPS/北斗模塊的衛星導航信息，所述微處理器通過SPI接口獲取所述慣性傳感器模塊的慣性導航信息；所述ANS工具箱模塊用于提供與所述Simul?ink仿真工具聯動的所需的硬件數據接口的若干子模塊。本發明的系統平臺以導航算法模型化及硬件接口模型化為基礎，自動代碼生成技術為核心，無縫化連接組合導航算法設計和導航軟件工程實現，保證設計層和實現層算法的一致性。

技術領域

本發明涉及組合導航領域，具體涉及一種基于模型的組合導航快速原型系統。

背景技術

進入21世紀，航空航天技術已經從我國優先發展的戰略技術高度獲得了全社會的廣泛認同，與航空航天技術相應的高等教育和企業培訓教育也發生了翻天覆地的變化，例如，各個高等院校紛紛建立航空/航天學院或相關導航專業。此外，隨著航空航天技術的迅猛發展，過于偏重理論的傳統教學方式也受到了極大的挑戰。從目前的國內外情況來看，關于導航定位課程的教學體系很不完備，往往在很多高校單位，缺乏相關的組合導航理論課程配套的實驗課程及相關實驗設備，很難讓學生對導航算法有個直觀的了解，學生上完課之后，有些同學甚至都還沒見過MEMS慣組以及GPS模塊，這種狀況嚴重制約了他們未來的研發活動。所以，開發一套使用于教學、科研、算法優化等多種功能的面向多種不同行業應用的組合導航器件就顯得尤為重要。

雖然傳統組合導航算法數學仿真實現起來比較容易，現如今技術比較成熟，然而開發一個組合導航系統一整套實物模型往往步驟繁瑣，耗時耗力。常見的組合導航半實物仿真平臺組合導航算法多利用C/C++等語言直接編寫，較為復雜并且可視化程度低、可讀性較差，如果進行算法層面的優化以及代碼層面的修改往往費時費力，十分容易出錯。尤其對剛接觸這一領域的學生來說，較難上手

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種基于模型的組合導航快速原型系統，該系統平臺以導航算法模型化及硬件接口模型化為基礎，自動代碼生成技術為核心，無縫化連接組合導航算法設計和導航軟件工程實現，保證設計層和實現層算法的一致性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于模型的組合導航快速原型系統，所述系統嵌入有Simulink仿真工具，所述系統還包括微處理器、高性能GPS/北斗模塊、慣性傳感器模塊與ANSToolbox工具箱模塊，其中，所述微處理通過串口獲取所述高性能GPS/北斗模塊的衛星導航信息，所述微處理器通過SPI接口獲取所述慣性傳感器模塊的慣性導航信息；所述ANS工具箱模塊用于提供與所述Simulink仿真工具聯動的所需的硬件數據接口的若干子模塊；

優選的，若干所述子模塊包括ANSTimer模塊、Basic?GPS模塊、GPS模塊、GPS?PPS模塊、GPS?with?Velocity模塊、MEMS模塊、MEMS?Aux模塊、MEMS?Delt模塊、PPSRelTim模塊與WriteMC模塊，其中

所述ANSTimer模塊可以直接訪問所述系統的運行時鐘，單位為秒；

Basic?GPS模塊能夠直接訪問ANS所述系統的GPS信息；包括：Lat-緯度，北緯為正，度；Lon-經度，東經為正，度，H-高度，米；

GPS模塊能夠直接訪問ANS所述系統的GPS信息；包括：Lat-緯度，北緯為正，度；Lon-經度，東經為正，度，H-高度，米，V-地速，公里/小時，HeadAng-真北航向角，度，Date-日期，Tim-UTC時，STS-GPS狀態信息

GPS?PPS模塊能夠直接訪問ANS所述系統的GPS秒脈沖信號，單位為秒；