CN103604445A - 惯性导航技术仿真测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及惯性导航技术仿真测试系统，包括载车、方舱、对准模拟装置、车载测试系统、GPS转发系统和供电系统，所述方舱包括空调设备、车载机柜、工作台和座椅，所述对准模拟装置包括转台和转台控制系统，所述车载测试系统包括工控机、PCI扩展卡、电源监控装置和测试系统软件程序，所述测试系统软件程序基于LabVIEW平台，利用载车的行进和车载转台的转动为待测惯导提供真实的运行环境，被测设备安装在车载转台上，通过载车的运动实现地面移动和空间飞行的仿真；通过车载三轴转台的精确控制，实现精确地姿态仿真，供电系统为实验设备在驻车、启动、行车过程中提供不间断供电，通过测试控制系统获得测试基准，提供激励信号，实时采集分析导航数据，提供测试结果。

Description

惯性导航技术仿真测试系统
技术领域
本发明涉及惯性导航技术领域，尤其涉及一种惯性导航技术仿真测试系统，用于导航数据的测量、分析及控制。
背景技术
惯性导航技术是一个蓬勃发展的高技术领域，目前，各种新的导航器件和装置层出不穷，被广泛应用于军事领域和国民经济各个部门，发挥着愈来愈大的作用。导航装置的研制一方面需要技术上的突破，另一方面需要大量的实验验证作为支撑。这给实验装备提出了更高的要求。现有技术的实验装备的问题包括：
1、缺少为待测惯导提供仿真的运行环境，还不能对各种地面运动、飞行姿态的动态仿真，2、缺少可靠的不间断供电的功能。
发明内容
本发明的目的就是为克服现有技术的不足，为了满足惯性导航技术实验的需要，提供一种惯性导航技术仿真测试系统本发明需解决的问题：1、提供仿真功能，通过载车的行进和车载转台的转动为待测惯导提供仿真的运行环境，力求实现对各种地面运动、飞行姿态的动态仿真。2、提供不间断供电的功能，通过供电系统为实验设备在驻车、启动、行车过程中提供不间断供电。为惯性导航技术实验提供仿真环境。系统以载车和方舱为平台，以测试系统为核心，集成对准模拟装置、GPS转发系统和供电系统。测试系统通过GPS转发系统、里程计获得精确的测试基准，通过对准模拟装置进行姿态仿真，实时采集分析导航数据，提供测试结果。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：惯性导航技术仿真测试系统，其特征在于：包括载车、方舱、对准模拟装置、车载测试系统、车载GPS转发系统和供电系统，系统以载车为方舱的固定和安装平台，其中：
所述方舱内包括空调设备、车载机柜、工作台和座椅；
所述对准模拟装置包括转台和转台控制系统，转台安装在方舱前部的独立空间内，用安全门与后部操作室隔离，控制系统安装在转台系统柜中；
所述车载测试系统包括工控机、PCI扩展卡、电源监控装置，PCI扩展卡插入到工控机的PCI插槽中，为工控机提供四路高速通讯接口，电源监控装置通过线缆与工控机的通讯接口连接，PCI扩展卡的高速通讯接口通过线缆与转台及转台控制系统连接，车载测试系统安装在测试系统柜中；
工控机内预装测试系统软件程序；测试系统软件程序基于LabVIEW平台，通过GPS转发系统和里程计获得精确的测试基准，监控待测惯导电源状态、通过对准模拟装置进行姿态仿真，实时采集分析导航数据，提供测试结果；
所述GPS转发系统包括转发器、接收天线和发射天线；转发器安装在车载机柜 中，天线安装在方舱顶部；
所述供电系统包括发电机、直流电源箱、交流电源箱和电池组。发电机安装在驾驶室与方舱之间的载车底盘上，直流电源箱、交流电源箱和电池组安装在电源系统柜中；
在使用系统进行仿真测试时，待测惯导通过安装板固定在三轴转台的内框上，其通信接口通过线缆连接到转台内框上的转接口上，通过转接口连接到工控机PCI扩展卡的高速通信接口上，达到避免线缆妨碍待测惯导跟随转台转动的目的。
仿真开始时，测试系统软件程序向转台控制系统发送指令控制转台的旋转和定位，配合载车的位移以达到仿真待测惯导运动状态的目的，同时通过GPS转发系统和里程计获取当前的位置信息作为测试基准，在测试过程中读取待测惯导发出的导航信息，实时显示在用户界面并记录在磁盘中，为用户分析导航性能提供依据，用户能够通过以上信息对待测惯导的导航数据进行比对，分析待测惯导的性能指标。
本发明具有以下有益效果：利用载车的行进和车载转台的转动为待测惯导提供真实的运行环境。被测设备安装在车载转台上。通过载车的运动实现地面移动和空间飞行的仿真；通过车载三轴转台的精确控制，实现精确地姿态仿真。供电系统为实验设备在驻车、启动、行车过程中提供不间断供电。通过测试控制系统获得测试基准，提供激励信号，实时采集分析导航数据，提供测试结果。
附图说明
图1是系统舱外侧视图； 
图2是系统舱内侧视图；
图3是三轴转台侧视图； 
图4是基本原理图； 
图5是测试系统组成框图；
图6是供电系统组成框图。
图中：1.空调，2.GPS转发天线，3.显示系统，4.工控系统柜，5.电源系统柜，6.测试系统柜，7.转台系统柜。
具体实施方案
下面结合附图1、2、3、4、5、6、对本发明进行进一步说明。
整体系统主要由汽车、测试转台和自动测试系统三个部分组成。其中汽车为产品测试提供运动载体平台，转台为被测产品提供模拟的运动姿态，自动测试系统完成对产品供电系统的检测、车载GPS、里程计、档位信息、定向定位系统、综管系统、转台的控制以及被测产品性能的检测。
根据整体系统的功能要求，自动测试系统主要由主控计算机、转台、接口扩展模块、各种信息模块、电源监控装置系统、供电系统、显示设备和存储设备组成。
自动测试系统采用虚拟仪器技术，利用工业计算机标准化、模块化、开放式体系结构，配上相应的仪器驱动软件，使计算机成为一套具有高度测试自动化能力、功能强大的测试系统。通过计算机提供的强大图形环境和功能扩展能力，建立图形化的虚拟仪器面板，完成对测试系统的各组成部分的控制、数据采集、测量、分析及显示，完成对惯导产品的性能测试。通过软件设置不同的参数，实现不同的测试功能。
供电系统为实验设备在驻车、启动、行车过程中提供不间断供电，由发电机、直流电源箱、交流电源箱和电池组组成。主要功能包括：
（1）接受一路交流220V输入，并且连接60V蓄电池组，为舱内除空调外的交流设备提供不间断的交流输出，为舱内直流设备提供不间断的直流输出；
（2）在交流输入有效时，为空调提供一路交流220V工作电源；
（3）在交流输入有效时，由交流输入为设备供电，并且对电池组进行智能化充电，当交流输入失效时，自动由电池组为设备供电，转换期间除空调外的交、直流输出不间断；
（4）具有放电的微欠压提示、欠压保护功能；
（5）具有接地、漏电(电压型)检测和保护功能；
（6）具有交流输入过压、欠压保护功能。
根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (3)

1.惯性导航技术仿真测试系统，其特征在于：包括载车、方舱、对准模拟装置、车载测试系统、车载GPS转发系统和供电系统，系统以载车为方舱的固定和安装平台，其中：所述方舱内包括空调设备、车载机柜、工作台和座椅；
所述对准模拟装置包括转台和转台控制系统，转台安装在方舱前部的独立空间内，用安全门与后部操作室隔离，控制系统安装在转台系统柜中；
所述车载测试系统包括工控机、PCI扩展卡、电源监控装置，PCI扩展卡插入到工控机的PCI插槽中，为工控机提供四路高速通讯接口，电源监控装置通过线缆与工控机的通讯接口连接，PCI扩展卡的高速通讯接口通过线缆与转台及转台控制系统连接，车载测试系统安装在测试系统柜中；
工控机内预装测试系统软件程序；测试系统软件程序基于LabVIEW平台，通过GPS转发系统和里程计获得精确的测试基准，监控待测惯导电源状态、通过对准模拟装置进行姿态仿真，实时采集分析导航数据，提供测试结果；
所述GPS转发系统包括转发器、接收天线和发射天线；转发器安装在车载机柜 中，天线安装在方舱顶部；
所述供电系统包括发电机、直流电源箱、交流电源箱和电池组；
发电机安装在驾驶室与方舱之间的载车底盘上，直流电源箱、交流电源箱和电池组安装在电源系统柜中；
在使用系统进行仿真测试时，待测惯导通过安装板固定在三轴转台的内框上，其通信接口通过线缆连接到转台内框上的转接口上，通过转接口连接到工控机PCI扩展卡的高速通信接口上，达到避免线缆妨碍待测惯导跟随转台转动的目的；
仿真开始时，测试系统软件程序向转台控制系统发送指令控制转台的旋转和定位，配合载车的位移以达到仿真待测惯导运动状态的目的，同时通过GPS转发系统和里程计获取当前的位置信息作为测试基准，在测试过程中读取待测惯导发出的导航信息，实时显示在用户界面并记录在磁盘中，为用户分析导航性能提供依据，用户能够通过以上信息对待测惯导的导航数据进行比对，分析待测惯导的性能指标。
2.如权利要求1所述的惯性导航技术仿真测试系统，其特征在于：对准模拟装置的转台由三轴转台和安装板构成。
3.如权利要求1所述的惯性导航技术仿真测试系统，其特征在于：供电系统系统由发电机、直流电源箱、交流电源箱和电池组构成。
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