[发明专利]一种用于地磁导航系统地面仿真的信息模拟器及模拟系统

说明书

本发明提供了一种用于地面仿真的信息模拟器及模拟系统，模拟器包括控制模块、N个D/A转换电路、N个V/I转换电路以及N个阻容模块，其中N为大于或等于3的整数；该模拟器能够生成高精度、宽范围、高分辨率的模拟电流信号，从而激励电磁线圈产生宽范围的磁场，阻容模块的设置，能够有效消除震荡，使得模拟器性能稳定，满足地磁导航系统地面仿真的需求。

技术领域

本发明涉及地磁导航技术领域，尤其涉及一种用于地磁导航系统地面仿真的信息模拟器及模拟系统。

背景技术

当前，自主导航系统在航空、航天、航海中有着广泛的应用，根据所用方位传感器的不同，自主导航系统主要分为惯性导航系统(利用陀螺仪和加速度计测试飞行体的行驶方向)和地磁导航系统(利用地磁传感器测试飞行体行驶方向)两大类。

地磁导航系统是利用地磁场信息进行的一种无源、自主性导航，利用载体内磁传感器实时采集得到的地磁信息与预先存储在载体计算机中的地磁基准数据进行匹配，并根据地磁信息与地理位置的对应关系，从而获得载体所在地理位置。

地磁导航系统在设计完成后，需要在实际中进行检验，但是试航费用昂贵，试航之前需要做充分的试验，比如虚拟仿真和物理仿真。对于惯性导航系统常用三轴转台来模拟陀螺和加速度计的输出信息，而地磁导航常用地磁场模拟装置复现磁传感器与地磁场的相对运动，将飞行器上磁传感器在地磁场中的运动转化为地磁场相对于磁传感器的运动。

我国的地磁总场从南到北的变化范围为41000-60000nT，范围较宽，目前没有相关的模拟装置能够满足地磁导航系统仿真的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的模拟装置无法满足地磁导航系统仿真需求的问题，提出一种用于地磁导航系统地面仿真的信息模拟器及模拟系统，能够满足地磁导航系统仿真需求。

一种用于地面仿真的信息模拟器，包括控制模块、N个D/A转换电路、 N个V/I转换电路以及N个阻容模块，其中N为大于或等于3的整数；

所述控制模块的输出端与所述N个D/A转换电路的输入端连接，所述N 个D/A转换电路的输出端分别与所述N个V/I转换电路的输入端连接，所述N个V/I转换电路的输出端与所述N个阻容模块连接；

所述控制模块用于接收上位机发送的命令，并根据所述命令生成控制信号和数据信号发送至所述D/A转换电路；

所述D/A转换电路用于根据所述控制信号对所述数据信号进行高位数模转换和低位数模转换，并进行叠加，生成电压信号发送至所述V/I转换电路；

所述V/I转换电路用于根据所述控制信号对所述电压信号进行转换，生成模拟电流信号并输出；

所述模拟电流信号用于激励地面仿真的信息模拟系统中的电磁线圈产生磁场，所述阻容模块用于消除所述电磁线圈产生的震荡。

进一步地，所述信息模拟器还包括隔离电路，所述隔离电路设置于所述控制模块和所述D/A转换电路之间，所述隔离电路用于对所述控制信号和数据信号进行隔离。

进一步地，所述阻容模块包括第一电容、第二电容、第三电容和第一电阻，所述第一电容、第二电容和第三电容并联后一端与所述V/I转换电路的输出端连接，另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地。

进一步地，所述D/A转换电路包括高位数模转换模块、低位数模转换模块以及加法模块，所述高位数模转换模块用于对所述数据信号进行高位数模转换，所述低位数模转换模块用于对所述数据信号进行低位数模转换，所述加法模块用于对所述转换后的信号进行叠加，生成电压信号。

进一步地，所述高位数模转换模块包括第一AD760芯片，所述第一AD760 芯片包括16位输入接口；