一種基于松組合導航系統的車載試驗方法

(陜西科技大學 陜西 西安 710000)

一、引言

車載試驗是慣性導航飛行控制器系統研究的重要試驗方法，具有經濟、方便等優勢。車載試驗是指將導航系統安置在試驗車輛上，導航系統正常上電啟動，待初始化和對準完成后，開始進入導航，從導航開始，試驗車在所選路線上以一定速度行駛，記錄導航系統輸出數據，以評價導航系統的性能。進行車載試驗的主要目的有：

(1)通過車載試驗，對產品交付前進行考核，暴露設計、研制與使用的缺陷，以便進行改進和完善；

(2)考核導航系統在運動條件下的定位精度、速度精度、航向精度；

(3)考核導航系統輸出信息的連續性、穩定性、正確性。

二、試驗方案

(一)車載試驗系統組成

圖1 車載試驗系統組成圖

(二)試驗方法

(1)將標定好的控制器和高精度POS系統同時安裝固定在專用試驗車上，并利用專用測試工控機記錄下控制器組合導航實時解算數據、高精度POS系統的實時數據輸出便于事后處理；

(2)載車靜止5分鐘同時采集數據，載車開始行駛，IMU進入基于GPS速度信息輔助的初始對準，要求在對準期間試驗車至少進行一次加減速機動(或者轉彎等機動)；

(3)由于POS系統精度遠高于一般的慣導精度，所以可將POS系統輸出的導航結果作為參考基準，可以對導航姿態、速度和位置誤差進行考核。

圖2 試驗數據采集時序圖

車載試驗的線路選擇原則是：道路的選取要保證在形式過程中GPS信號正常，線路周圍不會有高大建筑物等對GPS信號產生影響，期間有平路、陡坡，路徑長度合適。

(三)試驗要求

(1)儀器設備的安裝、固定要牢固，控制器系統、高精度POS系統通過過渡板連接到試驗車車廂鋁板上，保證在試驗過程中兩套導航系統之間不會發生相對位置變化；

(2)車載試驗的線路選擇原則是：道路的選取要保證在行駛過程中GPS信號正常，線路周圍不會有高大建筑物等對GPS信號產生影響，期間有平路、陡坡，路徑長度合適。

三、試驗結果分析

下圖3為車載試驗的速度誤差結果，δVE、δVN、δVU分別為東向速度誤差、北向速度誤差和天向速度誤差；下圖4為車載試驗的位置誤差結果，δL、δλ、δh分別為緯度誤差、經度誤差和高度誤差。

圖3 速度誤差結果圖

圖4 位置誤差結果圖

誤差結果是通過MATLAB將高精度POS系統的輸出結果和控制器組合導航輸出結果進行求差后得到的。

表1 車載試驗精度統計結果與指標對比

表中誤差值為誤差的均方根。

通過控制器系統指標要求和車載試驗結果對比，可以看出試驗結果能夠滿足技術指標的要求。

四、總結

本文通過對車載試驗方案的介紹和對某飛行控制器系統車載試驗結果的分析，可以得出車載試驗是考核組合導航系統是否滿足技術指標要求的經濟、方便、有效的試驗方法。對后期發展組合導航算法驗證和飛行控制器系統系列化產品的考核和驗收具有重要的意義。