[发明专利]GPS/SINS组合导航全数字仿真方法及装置

权利要求书

1.一种GPS/SINS组合导航全数字仿真装置，其特征是，由轨迹发生器模块、IMU仿真器、GPS仿真器、SINS解算模块以及卡尔曼滤波器模块构成；轨迹发生器模块用于产生飞行轨迹数据；IMU仿真器用于模拟陀螺仪和加速度计的实际情况，输出载体的三维角速度信息和三维加速度信息；GPS仿真器模拟GPS接收机，输出载体的伪距、伪距率、位置和速度信息；SINS解算模块将IMU仿真器的输出进行解算获得载体的位置、速度和姿态信息；卡尔曼滤波器模块将GPS和SINS可以按照松散组合和紧密组合两种不同的组合方式，采用Kalman滤波方法进行数据融合。

2.如权利要求1所述装置，其特征是，所述轨迹发生器模块采用数学方法模拟包括爬升、平飞、下降在内的各种各样的飞行轨迹，提供组合导航仿真系统需要的姿态角、姿态角速率、位置、速度、加速度五组共十五个飞行轨迹数据；

IMU仿真器将轨迹发生器模块提供的姿态角速率和加速度信息作为输入，依据陀螺仪和加速度计的误差模型，加入误差，模拟陀螺仪和加速度计的真实输出，最后将结果输出给SINS解算模块；

GPS仿真器利用软件编程实现GPS的功能，将轨迹发生器提供的位置、速度信息，以及参考卫星星历数据作为输入，输出伪距、伪距率、位置和速度信息给卡尔曼滤波器模块；

SINS解算模块利用IMU仿真器输出的带有误差的姿态角速度和加速度信息，默认采用四元素法进行解算，得到载体的位置、速度和姿态信息。

3.一种GPS/SINS组合导航全数字仿真方法，其特征是，使用MATLAB作为工具，通过编写m文件和搭建Simulink模块交互的形式实现仿真；具体为：通过使用MATLAB软件编写m文件实现轨迹发生器模块，用于产生载体的理想轨迹；通过使用MATLAB软件编写m文件实现IMU仿真器，用于模拟惯性测量单元IMU的实际情况，输出载体的三维角速度信息和三维加速度信息；通过使用MATLAB软件编写m文件实现GPS仿真器，模拟GPS接收机，输出载体的伪距、伪距率、位置和速度信息；通过搭建Simulink模块实现SINS解算模块，用于将IMU仿真器的输出数据进行解算获得载体的位置、速度和姿态信息；通过搭建Simulink模块实现卡尔曼滤波器模块，用于将GPS和SINS分别按照松散组合和紧密组合两种不同的组合方式，采用Kalman滤波方法进行数据融合。