基于VS的捷联惯导系统仿真器设计

针对在实验室环境下实时获取飞机真实动态数据难度大的问题,借助飞行控制原理设计了飞机实际的飞行轨迹,并利用飞行轨迹产生的真实数据解算惯导误差及惯导参数,模拟了对惯导系统的动态导航.利用模块化设计思想,建立了捷联惯导系统的仿真轨迹模块、惯性器件参数输入模块、导航参数计算模块、视景仿真模块等,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了捷联惯导系统仿真系统.用户界面直观简洁,通用性较强,可以实现人机交互、实时仿真等效果.仿真结果与惯导系统误差特征一致,验证了仿真器所用捷联惯导系统算法的正确性.     

某型飞机飞行训练模拟器的设计与实现

论文对某型飞机飞行模拟器进行了设计与实现。首先提出了某型飞机飞行模拟器进行设计的依据和原则,在此基础上提出总体的设计思路;阐述了某型飞机飞行模拟器研制的内容,对某型飞机飞行模拟器体系结构进行了设计;对驾驶杆力仿真、模拟仪表仿真、PWM电机调速、视景生成系统设计、图像校正和边缘融合等关键技术进行了系统的分析;文中所设计与实现的飞行模拟器与同类型、同级别的飞机飞行训练模拟器相比,飞行训练更丰富、视觉更好,特别是驾驶杆操纵感觉更好地模拟了飞行实际。该型号飞机飞行训练模拟器已装备航空兵部队,并取得了良好的训练效果。     

通用惯导测试仿真系统的设计与实现

惯导性能测试一般在地面实验平台上进行,只能得到离散状态的测量结果,不能满足分析整个系统性能要求。建立飞行仿真系统能模拟各种飞行模态,并能够对惯导性能进行动态连续飞行轨迹下测试,在工程应用上具有重要意义。提出了惯导性能测试仿真系统的结构框架,并进行了系统功能分析与硬件设计,采用模块化设计思想,构造了基于控制律的飞控仿真模块及惯导反解算、通信等软件模块,给出了详细的设计及实现方法,并使用VC进行算法、系统实现。与惯导系统的联合仿真证明,为惯导测试系统的设计提供有效的平台。     

基于多线程的惯导逻辑仿真器设计

针对惯导系统在载机静止状态下无法提供动态参数的问题,对惯导子系统进行数字仿真。在航电系统仿真中,采用1553 B总线与总线控制器和其他航电、非航电设备交联,通过以太网接收外部激励数据,采用多线程技术实现主备2个惯导并发运行,设计一种惯导逻辑仿真系统。阐述系统硬件结构和软件设计,建立惯导姿态仿真模型和位置仿真模型,实现惯导各种逻辑子过程。在某型飞机航电仿真系统中的联调证明,该仿真器能够准确接收外部激励源飞行信息、故障状态,经过结算后周期性地向总线控制器输出飞机位置数据、姿态数据等动态参数,执行某型飞机航电设计文档中相关惯导逻辑,并向总线控制器反馈惯导子系统状态。     

一种新的导航系统仿真轨迹设计方法

飞行轨迹动态参数是验证捷联惯导系统、组合导航系统等算法有效性的重要依据。利用飞行控制原理设计了一种通用的飞机飞行仿真轨迹,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了飞行轨迹仿真软件。该仿真软件产生的数据有效地测试了某型导航系统导航参数的误差精度,验证了捷联惯导算法的正确性。     

工程飞行仿真系统中实时监控系统的开发

工程飞行仿真系统是飞机设计研制及飞行员训练过程中不可缺少的工具，而实时监控系统对于处理飞行仿真中的大量数据，提高仿真效率起着重要作用。该文根据飞行模拟器的专用要求，总结了实时监控系统的功能特点，并详细阐述了系统结构，实时监控多线程管理，监控曲线绘制模块和仿真数据处理模块的设计方案。该系统经实际应用，满足工程飞行仿真的各项技术要求。     

机载PD雷达模拟器目标检测仿真研究

在针对机载航电设备系统的飞行训练模拟器中，雷达模拟器与惯导、气象与地理、电子对抗模拟器构成一个分布式交互仿真系统。目标的检测模拟是雷达模拟器设计中的一个重要问题。该文讨论在一定的气象条件、地理环境等情况下，模拟机载PD雷达设备完成目标自动检测的方法。根据PD雷达回波频谱特点，将其划分为主杂波、旁瓣杂波区和热噪声区三个区间，分别计算目标的信噪(杂)比，采用加权形式的随机数与检测概率进行比较的方法进行判断。进行了仿真实验，结果表明该方法判断过程明确，具有实用性。     

组合导航系统模拟器中的卡尔曼滤波设计

组合导航系统模拟器是飞行训练模拟系统的关键部件,在分别设计了惯性导航系统模拟器以及卫星导航模拟器的基础上,为了提高模拟器的真实性,针对如何实现两个系统最优组合,为其它系统提供准确可靠的导航数据的问题,参照现代飞机组合导航系统的组成结构及工作原理,设计了组合导航卡尔曼滤波器,建立了松组合和紧组合两种组合导航方式的方程和量测方程,并与纯惯性导航系统的结果进行对比分析,证明了所设计的组合导航系统卡尔曼滤波器的有效性.     

基于虚拟仪表的全功能惯导训练仿真

针对作战飞机上惯导设备的使用训练方便、高效、节约和安全需求,研制了基于虚拟仪表的全功能惯导训练仿真系统,并对其仿真内容、仿真效果、系统结构和实现方法给予简单的介绍。该仿真训练模式对于特种、复杂、贵重或精密设备的推广应用,具有极好的使用价值。     

指北式捷联惯导系统软件的仿真与测试

传统测试用飞行轨迹侧重于模拟飞机真实的飞行轨迹,其导航算法的局限性使得即使出现大的误差也可能无法察觉.改进了一种解析式测试用飞行轨迹的生成方法,设计了一条飞行仿真轨迹,并对轨迹进行了性能分析,指出了方法与传统的飞行轨迹设计方法的优劣.在指北式捷联惯导系统中,对惯性器件进行了建模并设计了惯导系统仿真软件.用所生成的飞行仿真轨迹对导航系统软件进行了测试.通过仿真比较,有效地验证了导航软件的正确性和可靠性.     

飞行模拟器近程无线电导航系统建模与仿真

结合当前航空无线电导航技术发展和全任务飞行模拟器原理样机研制的实际需求,就民机上普遍装载的导航设备构建了基于区域导航法的无线电导航仿真模型,洋述了建模过程,并在MATLAB/SIMULINK软件平台上得以实现.采用VAPS6.3制作出主飞行仪表,作为无线电导航系统仿真的终端显示,通过共享内存方式完成导航参数的通讯.经实际调试证明了该模型具有一定实用性,实现了为飞行员提供模拟飞行中的位置及其航行参数并导引飞机沿既定航线飞行的功能.文章结尾还指出今后进一步研究的方向.     

无人车捷联惯导系统仿真器设计

捷联惯导系统仿真模块的研究对于组合导航有着重要意义,为了检验该模块性能,在无人车轨迹模拟器的基础上分别基于方向余弦法与四元素法对捷联惯导系统仿真器进行了设计。首先基于运动学模型模拟无人车行驶的平面运动轨迹,并基于高斯投影反算原理求出该轨迹中各点所对应的经纬度信息作为真实值。基于该运动轨迹将对应的三维加速度与三维姿态角输入到捷联惯导系统仿真模块中,将求解出的经纬度作为计算值。将计算值与真实值进行比较,发现经纬度误差随时间而递增,三维姿态角误差随时间呈现周期性振荡,实际应用中有必要对误差进行相应的补偿。     

基于Vega的某飞行模拟器视景平台设计与实现

目的：“某飞行模拟器训练系统”是一个典型的针对第三代军机、运用现代先进技术研制的全任务仿真系统。以该系统为背景，基于先进的虚拟现实和视景仿真软件-Vega和MuhiGen Creator，设计与开发了视景仿真系统。方法：分析了三维视景仿真的系统结构，采用MultiGen Creator进行三维场景建模，通过Vega实现了模型的驱动。结果：建立了既有丰富的场景，又能很好地满足虚拟环境真实沉浸感要求的视景系统。结论：建立的飞行模拟器视景系统能够满足飞行训练的要求。     

一种新的惯性导航系统半实物仿真方案

由于三轴转台只能模拟三个角运动而不能模拟三个线运动,因此惯性导航系统就很难作为一个整体进行半实物仿真。该文提出了一种新的惯性导航系统半实物仿真方案,该仿真方案使用陀螺和加速度计敏感的真实数据,通过外部的线运动补偿来实现惯性导航系统的完整计算,在半实物仿真中不仅保证了惯性导航系统的完整性,而且在此基础上可以完成传递对准的半实物仿真。最后通过仿真验证了方案的可行性和正确性。     

基于DWILS的无人机着陆导引与控制仿真

导引和控制技术是大型无人机实现自动着陆的两项关键技术。针对分米波仪表着陆系统（DWILS）的无人机着陆导引与控制技术的仿真验证,为了提高导引的可靠性,给出了基于DWILS的无人机着陆地面仿真系统的结构,着陆导引仿真设备,根据DWILS的工作原理给出了导引信号的计算公式,同时设计了着陆控制器。根据导引设备的原理建立了基于DWILS的无人机着陆导引与控制仿真系统模型,并进行仿真验证。仿真结果表明,基于DWILS的导引方式满足无人机着陆导引的需要,设计的着陆控制器具有较好的控制效果。     

基于MATLAB/Simulink的捷联惯性导航系统仿真

介绍了仿真软件MATLAB/Simulink及先进的仿真系统平台软件RT-Lab,设计了龙格-库塔积分模块,用于解决在使用定步长求解器及数字时钟情况下的积分精度不高的问题;建立了基于MATLAB/Simulink的捷联惯性导航仿真模型;并将系统分解成一系列功能相对独立的模块,如轨迹发生模块,捷联惯导解算模块;并进行了仿真验证,得到的姿态、速度、位置误差与理论值相符,证明了仿真模型建立正确、方法采用得当、有效。     

综合舰桥系统中雷达模拟器的研制

主要根据综合舰桥系统试验平台对于雷达信号模拟的要求和导航雷达信号的特征,对雷达模拟器进行软硬件设计,采用软件实现由网络接收导航信息数据包和通过PCI接口控制雷达模拟信号,利用FPGA的PCI IP核集成雷达模拟信号硬件实现的各个功能块,采用DriverWorks进行Windows平台驱动程序设计。通过软硬件协同设计,成功地实现了SOPC的雷达模拟器。     

动基座条件下组合导航初始对准研究

初始对准是影响惯性导航系统的导航精度的重要因素,通过对惯性导航(INS)/全球定位系统(GPS)组合导航系统初始对准进行研究,利用GPS信息来辅助INS进行初始对准,来提升初始对准的精度和对准时间.在粗对准阶段,利用载机主惯导对子惯导进行装订,完成子惯导的粗对准;在精对准阶段,有效地利用GPS信息,采用速度匹配方式,并设计了组合对准滤波器,进行仿真验证.仿真结果表明:组合导航系统的初始对准能在15 s内完成对准,且能够达到7mrad的精度.     

无人飞行器的北斗卫星组合导航算法研究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,为促进北斗卫星系统在导航方面的运用,降低我国导航方面对GPS的依靠,从而进一步降低成本,提高无人飞行器的导航精度,本文对捷联式惯性导航系统（INS）和北斗定位导航系统的组合导航算法进行了研究,通过惯性导航系统的原理和导航解算的过程,选择惯导系统和北斗系统的速度、位置差值作为观测量,建立组合导航系统的状态方程和观测方程,利用无迹卡尔曼滤波得到惯导系统状态量和惯性敏感器的误差,对惯导系统进行误差补偿,从而实现无人飞行器的高精度导航控制.并使用Matlab进行仿真,得出高精度的模拟输出轨迹.