[发明专利]一种机载SINS/BDS/GNSS/TAN组合导航半物理仿真系统

说明书

本发明涉及机载组合导航半物理仿真领域，具体是一种机载SINS/BDS/GNSS/TAN组合导航半物理仿真系统，包括：飞行仿真计算机、惯性导航部件、多体制卫星导航模拟器，接收飞行仿真计算机通过以太网实时传输的载机飞行参数，模拟产生BDS、GNSS卫星导航信号，并由惯性导航部件中的卫星导航接收机接收并解算；组合导航计算机，内部存储预先完成地形高程数据库存储，并接收各导航数据，由导航解算完成组合导航运算，通过修改飞行仿真计算机模拟参数，生成任意导航轨迹；采用半物理仿真的形式在试验室条件下对机载设备、组合导航系统定位精度进行测试，能够以克服实际跑车或飞行试验周期长、成本高的缺点。

技术领域

本发明涉及机载组合导航半物理仿真领域，具体是一种机载SINS/BDS/GNSS/TAN组合导航半物理仿真系统。

背景技术

高精度长航时飞机对导航系统提出了很高的要求。凭借任何一种单独的导航手段来实现高精度导航，不仅成本高而且能够靠性差，因此必须将多种导航手段进行组合，实现优势互补。

捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System，SINS)不需要任何外来信息，也不向外辐射任何信息，仅依靠自身就能够在全天候条件下，在全球范围内和任何介质环境里进行连续的定位与导航，但是作为一种航迹推算导航方式，无法避免误差随时间积累的固有缺陷。

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)为全球性的位置和时间测定系统，能够为地球表面、近地表面和地球外任意地点、任意多个用户提供全天候、实时、高精度的三维位置、速度、以及精密的时间信息，并且其误差不随时间积累。但实际情况下，GNSS量测信号极易受到周围环境、多路径效应等多种因素的影响。且缺乏自主权使GNSS的使用受到限制。

北斗卫星导航系统(BDS)是我国正在建设的全球卫星定位与通信系统。目前，北斗二代系统正在为中国及周边地区用户提供高精度、全天候的导航、定位和授时服务，毫无疑问，自行研制、自主控制的BDS是消除我国在该领域对别国依赖，摆脱卫星定位导航受制于人局面的最佳选择。

地形辅助导航(TAN)是一种利用地形高程特征来进行辅助定位的方法，它自主、隐蔽、连续、全天候，导航定位误差不随时间积累，且不存在卫星导航系统信号易受干扰等缺点，是理想的辅助导航定位手段。

对组合导航系统进行实际的跑车或飞行试验周期长，费用大，因此，采用半物理仿真的形式在试验室条件下对机载设备、组合导航系统定位精度进行测试十分必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种机载SINS/BDS/GNSS/TAN组合导航半物理仿真系统。

一种机载SINS/BDS/GNSS/TAN组合导航半物理仿真系统，包括：

飞行仿真计算机，模拟载机的飞行状态，并输出实时飞行参数数据，包括载机速度、位置、姿态数据；

惯性导航部件，接收飞行仿真计算机输出的HB6096格式的载机飞行参数，通过捷联解算输出速度、位置、姿态数据；

多体制卫星导航模拟器，接收飞行仿真计算机通过以太网实时传输的载机飞行参数，模拟产生BDS、GNSS卫星导航信号，并由惯性导航部件中的卫星导航接收机接收并解算；

组合导航计算机，内部存储预先完成地形高程数据库存储，并接收各导航数据，由导航解算完成组合导航运算。

所述的飞行仿真计算机包括负责运行飞行仿真系统的工控机一、通过以太网向多体制卫星导航模拟器发送载机的飞行速度、位置、姿态信息的通信模块、根据飞行控制律实现飞行仿真并生成相应轨迹的载机飞行仿真模块、将飞行仿真模块输出的载机飞行参数转换为HB6096格式输出给惯性导航部件的接口转换模块。