導(dǎo)航模擬裝置的設(shè)計(jì)與開發(fā)

摘要：設(shè)計(jì)并完成某運(yùn)載體的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的模擬裝置。該導(dǎo)航模擬裝置采用姿態(tài)傳感器和模擬多普勒的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航模塊在應(yīng)用上的功能，利用嵌入式PC104搭建硬件平臺，在Borland C++4.5和Visual Stdio6.0工具下分別完成Dos環(huán)境下的導(dǎo)航程序和Windows環(huán)境下的人機(jī)交互界面，提供低成本的實(shí)時(shí)導(dǎo)航信息，在保證實(shí)用性的基礎(chǔ)上為產(chǎn)品的破壞性試驗(yàn)降低成本，最后通過小車實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明導(dǎo)航模擬裝置的實(shí)用性和精確度。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)航模擬裝置；嵌入式PC104；航位推算；組合導(dǎo)航

中圖分類號：TP212.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1引言

導(dǎo)航模擬裝置用于模擬某運(yùn)載體的組合導(dǎo)航系統(tǒng)[1]，提供包括位置、速度、姿態(tài)在內(nèi)，共9維的導(dǎo)航信息，其特點(diǎn)在于短時(shí)精度高，受外界干擾小；而缺點(diǎn)在于誤差隨時(shí)間累計(jì)，無法靠自身去除。組合導(dǎo)航的目的就在于依靠其他誤差不隨時(shí)間累計(jì)的傳感器來實(shí)時(shí)修正慣導(dǎo)組件的輸出。而姿態(tài)傳感器MTI可以測量運(yùn)載體的三維方向、三維加速度、三維角速度、三維地磁場、溫度等信息，利用姿態(tài)傳感器MTI代替捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)慣導(dǎo)組件（加速度計(jì)、陀螺儀等）、多普勒速度儀工作，模擬捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)和多普勒速度儀的組合導(dǎo)航系統(tǒng)[2]，用于產(chǎn)品破壞性試驗(yàn)過程，目前已投入使用。

2導(dǎo)航模擬裝置系統(tǒng)

2.1面向?qū)ο蠹夹g(shù)和方法的應(yīng)用

導(dǎo)航模擬裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，導(dǎo)航解算中心由嵌入式PC104工控機(jī)完成導(dǎo)航解算和數(shù)據(jù)采集功能；方位姿態(tài)信息通過姿態(tài)傳感器測量航向角、俯仰角和橫滾角獲得，通訊采用RS-232C接口；多普勒測速聲納的模擬信息通過配置軟件進(jìn)行設(shè)置，確定了導(dǎo)航模擬裝置的速度和高度信息；輸出端口采用RS-422通訊接口，用于接收對準(zhǔn)開始、結(jié)束指令和輸出12維導(dǎo)航信息。