CN107202598A - 一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台及测试方法，该方案采用了高速三轴无磁转台，减少了测试平台对导航系统组件的干扰；通过卫星模拟器生成模拟弹道飞行路径的卫星信号，使卫星接收机工作在模拟的飞行条件下，提高了测试结果的可信度；通过平台控制上位机生成仿真弹道姿态数据，来控制高速三轴无磁转台转动，模拟了弹药飞行过程中的姿态变化，使得该组合导航系统工作在模拟的飞行环境下，提高了测试结果的可信度。

Description

一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测 试平台及测试方法

技术领域

本发明涉及的是卫星接收机和地磁模块组合导航系统测试领域，尤其是一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台及测试方法。

背景技术

导航系统是制导弹药的重要部件，它可以提供弹药实时的位置、速度和姿态等信息，供控制系统使用，导引弹药飞向指定的目标，提高毁伤效果。导航组件有多种类型，比如卫星接收机、惯导和地磁模块等，每种导航组件都有各自的优缺点，因此为了提高导航效果，目前常见的导航系统一般由多种具有互补性的导航组件组合而成，组合导航系统可以充分发挥各导航组件的优势，且随着组合程度的加深，组合导航系统的总体性能要远远优于各独立系统。卫星接收机和地磁模块组合导航系统是一种适用于高转速旋转弹药的导航系统，其中，卫星接收机可以测量弹药的位置和速度信息；地磁模块和卫星接收机的测量信息组合，可以测量弹药的滚转角。

组合导航系统在参加飞行试验前，需要做详细的地面测试，以便考核其导航性能，提高飞行试验的成功率。本发明设计了一种地面测试平台，该平台可以模拟弹药空中飞行的工作环境，和一般的测试平台相比，其优势是可以更真实的考核该组合导航系统的导航性能，提高测试结果的可信度。

地面测试平台设计时综合考虑了该组合导航系统的工作原理，及其真实使用时的工作流程，模拟了空中工作环境，并提供了其工作时所需外部信息的模拟数据。该平台由卫星模拟器、高速三轴无磁转台、转台控制机柜、转台数据输入输出接口和平台控制上位机组成。其中，卫星模拟器可以提供模拟弹药空中飞行过程中的卫星信号，供组合导航系统中的卫星接收机使用，可以考核卫星接收机在飞行环境下的工作性能；高速三轴无磁转台的三轴转速可以覆盖弹药飞行过程中的姿态变化速率，用于模拟弹药在空中飞行过程中的姿态变化，采用无磁转台的目的是为了避免普通转台在使用时给地磁模块引入的外部磁场干扰。

目前还未见用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台的公开报道。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台及测试方法，该方案采用了高速三轴无磁转台，减少了测试平台对导航系统组件的干扰；通过卫星模拟器生成模拟弹道飞行路径的卫星信号，使卫星接收机工作在模拟的飞行条件下，提高了测试结果的可信度；通过平台控制上位机生成仿真弹道姿态数据，来控制高速三轴无磁转台转动，模拟了弹药飞行过程中的姿态变化，使得该组合导航系统工作在模拟的飞行环境下，提高了测试结果的可信度。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台，包括有卫星模拟器、高速三轴无磁转台、转台控制机柜、转台数据输入输出接口，平台控制上位机和组合导航系统；平台控制上位机分别与卫星模拟器、转台控制机柜和组合导航系统电连接；转台数据输入输出接口分别与转台控制机柜、卫星模拟器和高速三轴无磁转台电连接；组合导航系统固定在高速三轴无磁转台上。

作为本方案的优选：高速三轴无磁转台的转速范围包含弹药飞行过程中姿态变化的速率。

一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试方法，包括以下步骤：

a、测试平台的平台控制上位机根据弹药的实际飞行过程仿真得到模拟弹道的位置、速度和时间信息，然后发送给卫星模拟器；

b、卫星模拟器会依据接收的信息生成卫星信号，通过转台数据输入输出接口给组合导航系统发送卫星信号，组合导航系统中的卫星接收机接收到该卫星信号后会测量出位置和速度导航信息，并发送给组合导航系统中的地磁模块；

c、平台控制上位机仿真得到弹药飞行弹道中的姿态变化数据，发送给转台控制机柜，用于控制高速三轴无磁转台转动，模拟弹药飞行过程中的俯仰、偏航和滚转三个姿态的变化；

d、将组合导航系统固定在高速三轴无磁转台上，整个地面测试平台开始工作后，组合导航系统工作在模拟的飞行工作环境中，其测量出来坐标、速度和滚转角信息通过转台数据输入输出接口发送到平台控制上位机；

e、平台控制上位机实时显示和存储组合导航系统测量出的导航数据，测试完成后，将存储的导航数据与卫星模拟器生成的卫星信号及平台控制上位机仿真得到的弹道姿态数据进行对比分析，计算出组合导航系统的导航性能。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中考虑了组合导航系统的工作原理，提供导航系统工作时所需的所有外部信息，采用了高速三轴无磁转台，减少了测试平台对导航系统组件的干扰；通过卫星模拟器生成模拟弹道飞行路径的卫星信号，使卫星接收机工作在模拟的飞行条件下，提高了测试结果的可信度；通过平台控制上位机生成仿真弹道姿态数据，来控制高速三轴无磁转台转动，模拟了弹药飞行过程中的姿态变化，使得该组合导航系统工作在模拟的飞行环境下，提高了测试结果的可信度。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明的测试系统示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

图1是本发明一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台的组成方框图。从图1可以看出，该测试平台包括平台控制上位机1、卫星模拟器2、转台控制机柜3、转台数据输入输出接口4、高速三轴无磁转台5和组合导航系统6。

测试平台的平台控制上位机1根据弹药的实际飞行过程仿真得到模拟弹道的位置、速度和时间信息，然后发送给卫星模拟器2，卫星模拟器2会依据该信息生成卫星信号，通过转台数据输入输出接口4给组合导航系统6发送卫星信号，组合导航系统6中的卫星接收机接收到该卫星信号后会测量出位置和速度导航信息，并发送给组合导航系统6中的地磁模块。平台控制上位机1仿真得到弹药飞行弹道中的姿态变化数据，发送给转台控制机柜3，用于控制高速三轴无磁转台4转动，模拟弹药飞行过程中的俯仰、偏航和滚转三个姿态的变化。组合导航系统6固定在高速三轴无磁转台5上，整个地面测试平台开始工作后，组合导航系统6即可工作在模拟的飞行工作环境中，其测量出来坐标、速度和滚转角信息通过转台数据输入输出接口4发送到平台控制上位机1。

在测试过程中，平台控制上位机1可以实时显示和存储组合导航系统6测量出的导航数据，测试完成后，可以将存储的导航数据与卫星模拟器2生成的卫星信号及平台控制上位机1仿真得到的弹道姿态数据进行对比分析，即可计算出组合导航系统6的导航性能。在该地面测试平台上测量出的导航数据可以更真实的反应组合导航系统6在实际工作环境下的导航性能。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台，其特征是：包括有卫星模拟器、高速三轴无磁转台、转台控制机柜、转台数据输入输出接口，平台控制上位机和组合导航系统；所述平台控制上位机分别与卫星模拟器、转台控制机柜和组合导航系统电连接；所述转台数据输入输出接口分别与转台控制机柜、卫星模拟器和高速三轴无磁转台电连接；所述组合导航系统固定在高速三轴无磁转台上。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试平台，其特征是：所述高速三轴无磁转台的转速范围包含弹药飞行过程中姿态变化的速率。

3.一种用于测试卫星接收机和地磁模块组合导航系统的地面测试方法，其特征是：包括以下步骤：

a、测试平台的平台控制上位机根据弹药的实际飞行过程仿真得到模拟弹道的位置、速度和时间信息，然后发送给卫星模拟器；

b、卫星模拟器会依据接收的信息生成卫星信号，通过转台数据输入输出接口给组合导航系统发送卫星信号，组合导航系统中的卫星接收机接收到该卫星信号后会测量出位置和速度导航信息，并发送给组合导航系统中的地磁模块；

c、平台控制上位机仿真得到弹药飞行弹道中的姿态变化数据，发送给转台控制机柜，用于控制高速三轴无磁转台转动，模拟弹药飞行过程中的俯仰、偏航和滚转三个姿态的变化；

d、将组合导航系统固定在高速三轴无磁转台上，整个地面测试平台开始工作后，组合导航系统工作在模拟的飞行工作环境中，其测量出来坐标、速度和滚转角信息通过转台数据输入输出接口发送到平台控制上位机；

e、平台控制上位机实时显示和存储组合导航系统测量出的导航数据，测试完成后，将存储的导航数据与卫星模拟器生成的卫星信号及平台控制上位机仿真得到的弹道姿态数据进行对比分析，计算出组合导航系统的导航性能。