[发明专利]基于ARINC429模拟器的自主导航与定位系统

说明书

本发明公开了基于ARINC429模拟器的自主导航与定位系统，所述ARINC429模拟器包括中央处理器、惯性导航系统、卫星导航定位系统和双电池可切换供电系统，所述惯性导航系统和卫星导航定位系统均与中央处理器通讯连接，所述双电池可切换供电系统与中央处理器电性连接；所述中央处理器采用Firefly‑RK3399开发板，集成了六核64位处理器RockchipRK3399，拥有4GBDDR3和16GeMMC，拥有USB3.0接口。本发明主要针对基于ARINC429模拟器的自主导航与定位系统，通过ARINC429总线发送给卫星天线，给卫星天线提供寻星的参考数据；ARINC429模拟器实时显示载体的飞行数据，模拟飞机的惯性参考装置，产生记录，作为后续工作的依据，实现载体远距离自主导航与定位，完成实时模拟、仿真模拟、航线复刻三种模式的数据模拟功能。

技术领域

本发明涉及自主导航与定位系统技术领域，具体为基于ARINC429模拟器的自主导航与定位系统。

背景技术

随着科学技术的发展，目前已有各种适用于飞机的导航系统，它们各自都有其优点和特色，但也有固有的不足之处，惯性导航系统具有自主性和输出多种较高精度的导航参数，如位置、速度、航向和姿态等，但其误差随时间累积而增大；无线电定位系统的定位精度不受使用时间的影响，但它的输出信息主要是载体，对精确导航来讲，定位精度也不够高，且工作范围受地面台覆盖区域的限制；多普勒导航系统与惯导系统一样，同属航位推算类，从得到的信息去推算位置，误差也是随时间而累积的，且多普勒系统必须采用外部航向信号，除非采用惯导系统输出的较高精度的航向信息，否则飞机上其他航向设备的航向误差一般不能保证小于0.5°～1°，即使不考虑地速测量误差，航向误差就使定位误差大于航程的1％～2％；GPS全球定位系统，定位和测速精度高，几十米以内的定位精度以及基本上不受时间，地区的限制的特点，使得GPS在飞机导航系统中属于佼佼者，但是，飞机的飞行动作，以及不能保证100％无故障率的空间卫星结构，总要影响GPS接收机对GPS信号的接收，且GPS接收机输出信号的更新频率一般等于1～2Hz，有时不能满足飞机飞行控制对导航信号更新频率的要求，致使在飞机上单独使用GPS接收机的方案受到限制，不能满足精确地远距离自主导航与定位。

发明内容

本发明的目的在于提供基于ARINC429模拟器的自主导航与定位系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于ARINC429模拟器的自主导航与定位系统，所述ARINC429模拟器包括中央处理器、惯性导航系统、卫星导航定位系统和双电池可切换供电系统，所述惯性导航系统和卫星导航定位系统均与中央处理器通讯连接，所述双电池可切换供电系统与中央处理器电性连接；所述中央处理器采用Firefly-RK3399开发板，集成了六核64 位处理器RockchipRK3399，拥有4GBDDR3和16GeMMC，拥有USB3.0接口；所述惯性导航系统：集成了3轴加速度、3轴陀螺仪和3轴磁力计的9轴轴运动跟踪与气压计装置；卫星导航定位系统：采用MC20E为核心器件，集成LCC 封装、四频段GSM/GPRS和先进算法GNSS引擎于一体的全功能通信模块；双电池系统是集开关与逻辑控制于一体，无需外加控制器，实现双电池组和输入电源的自动转换。

优选的，所述中央处理器设置DP1.2、PCIeM.2、Type-C、USB3.0等数据传输和显示接口；所述PCIeM.2为Bkey，用于高速Wi-Fi和SSD存储设备扩展，并支持9类扩展接口。

优选的，所述陀螺仪是通过测量三维坐标系内陀螺转子的垂直轴与载体之间的夹角，并计算角速度，通过夹角和角速度来判别物体在三维空间的运动状态，同时测定上、下、左、右、前、后6个方向，最终可判断出载体的移动轨迹和加速度；所述加速度计是感知任意方向上加速度，通过测量载体在某个轴向的受力情况，计算出轴向的加速度大小和方向；磁力计是测试磁场强度和方向，定位载体的方向与东南西北方向上的夹角。