[发明专利]一种用于弹载试验的惯导性能验证系统

说明书

一种用于弹载试验的惯导性能验证系统，电池供电单元：在弹载飞行状态下，用于向惯性测量单元和数据处理单元提供电能；惯性测量单元：在弹载飞行状态下，采集火箭弹的角速度和加速度并传输给数据处理单元；数据处理单元：在弹载飞行状态下，接收惯性测量单元传输的火箭弹的角速度和加速度；将火箭弹的角速度和加速度传输给惯导系统地检设备；惯导系统地检设备：根据火箭弹的角速度和加速度，获得火箭弹飞行过程中的导航姿态、位置和速度作为惯导数据，利用火箭弹GPS获取的测量数据，根据惯导数据和测量数据，验证惯导系统的导航性能。本发明为惯导性能验证的最小系统，可用于在弹载试验中对惯导系统的性能进行验证。

技术领域

本发明涉及一种用于弹载试验的惯导性能验证系统，属于惯导技术领域。

背景技术

在我国首次火星探测任务中，对火星环境的认识非常有限，为了尽可能地保证任务成功，需在地面通过各种试验去验证系统的设计和产品的性能。惯导系统的核心是惯性测量单元，惯性测量单元的性能直接决定了着陆任务的成败，其中2016年欧洲航天局(ESA)火星探测器着陆失败的原因就与惯导系统有很大的关系。

在火星着陆过程中，火星稀薄大气环境下超音速开伞会对着陆器产生巨大的晃动，为验证在该大动态工况下的惯导系统性能，采用一种火箭弹高空开伞试验，模拟火星环境下的开伞工况。为此，需设计一种适用于弹载试验的惯导性能验证系统。

关于惯导系统的性能验证方面，专利文献CN201310232351.0公开了一种激光捷联惯性导航系统，该系统由人机交互界面模块、动态轨迹生成、传感器模块、软件误差模型、传感器仿真激励硬件模块和激光惯导计算机电子部件组成。专利文献CN201410220588.1公开了一种捷联惯性组合导航系统的测试方法，系统组成包括加速度传感器模块、陀螺仪传感器模块、地磁传感器模块、卫星导航系统模块等，测试方法包括模块测试、集成测试、系统测试、验证测试、确认测试步骤。此类惯导系统设计的功能很多，但是系统复杂，很难满足在火箭弹试验这种高强度的试验条件下的可靠性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种用于弹载试验的惯导性能验证系统，解决了在火箭弹等高强度试验条件下的惯导性能验证的问题，该系统为惯导性能验证的最小系统，与外系统无电气接口，设计简单，可靠性高，且在地面测试状态下具备多种组合测试和验证的功能。

本发明的技术方案是：

一种用于弹载试验的惯导性能验证系统，包括：惯性测量单元，数据处理单元，电池供电单元和惯导系统地检设备；

电池供电单元：在弹载飞行状态下，用于向惯性测量单元和数据处理单元提供电能；

惯性测量单元：在弹载飞行状态下，采集火箭弹的角速度和加速度并传输给数据处理单元；

数据处理单元：在弹载飞行状态下，接收惯性测量单元传输的火箭弹的角速度和加速度；弹载飞行任务结束后，将火箭弹的角速度和加速度传输给惯导系统地检设备；

惯导系统地检设备：接收数据处理单元传输的火箭弹的角速度和加速度，根据火箭弹的角速度和加速度，获得火箭弹飞行过程中的导航姿态、位置和速度作为惯导数据，利用火箭弹GPS获取的测量数据，根据惯导数据和测量数据，验证惯导系统的导航性能。

一种用于弹载试验的惯导性能验证系统，包括：数据处理单元和惯导系统地检设备；

惯导系统地检设备：模拟惯性测量单元输出火箭弹的理想角速度和理想加速度作为模拟数据，将模拟数据传输给数据处理单元；接收数据处理单元发送的模拟数据，根据数据处理单元发送的模拟数据验证数据处理单元是否运行正常，同时，根据理想角速度和理想加速度验证自身导航性能验证方法是否有效；

数据处理单元：接收惯导系统地检设备传输的模拟数据，并发送至惯导系统地检设备。