一种飞机挂载验证捷联惯性与GPS卫星组合导航系统的方法与流程

本发明属于导航系统试验技术，涉及飞行器捷联惯性与gps卫星组合导航系统设计试验验证技术。

背景技术：

捷联惯性与gps卫星组合导航系统在研制阶段，需要进行大量的实物测试试验，对其组合策略、组合导航精度、纯惯性导航精度等性能指标进行考核验证。外场试验一般采用飞行器搭载组合导航系统来进行飞行试验方法，验证组合导航系统性能指标，该方法一次只能验证一种导航状态的精度，不能很好模拟真实飞行环境中gps信号有无情况下捷联惯性与gps卫星组合导航的组合策略和飞行性能，该方法费用高、效率低，效费比明显偏低，所以必须寻求一种类似真实飞行环境条件下对捷联惯性与gps组合导航系统性能指标进行验证的方法。

技术实现要素：

本发明的目的：

本发明的目的在于，寻求一种模拟飞行器在外场飞行试验环境下对捷联惯性与gps卫星组合导航系统性能指标进行验证试验的方法，解决外场试验不能在飞行过程中模拟gps卫星信号的有无问题。

本发明采取的技术方案为：

一种飞机挂载验证捷联惯性与gps卫星组合导航系统的试验系统，包括组合导航系统计算机1、捷联惯性导航系统2、gps卫星接收处理机3、gps卫星接收天线4和开关5；

其中，捷联惯性导航系统2、gps卫星接收处理机3分别与组合导航系统计算机1相连，分别向组合导航系统计算机1提供惯性导航数据和gps数据，gps卫星接收天线4接收gps卫星发来的gps信号，gps卫星接收处理机3与gps卫星接收天线4之间通过开关5相连。

其特征在于，开关5为手动开关，通过人为控制开闭来实现gps信号的接收与断开。

一种飞机挂载验证捷联惯性与gps卫星组合导航系统的方法，包括以下步骤：

1)将试验系统固定在飞机上；

2)飞机在飞行过程中，试验系统上电开始工作；

3)组合导航系统计算机1进行组合导航解算；

4)组合导航系统计算机1进行纯惯性导航解算；

5)根据测试需求，不断控制开关5的闭合与断开，来实现组合导航解算与纯惯性导航解算的功能切换；

6)对解算数据进行验证。

其特征在于，步骤1)中所述飞机为通用飞机，能对飞行器外场飞行环境进行模拟，并能人为对gps信号进行物理切断与恢复。

其特征在于，步骤3)具体为，若开关5处于闭合状态，gps卫星接收处理机3从gps卫星接收天线4中获取gps信号，组合导航系统计算机1通过接收捷联惯性导航系统2与gps卫星接收处理机3的数据进行组合导航解算。

其特征在于，步骤4)具体为，若飞行过程中需要测试试验系统纯惯性飞行性能，则将开关5断开，从而断开卫星接收天线4与gps卫星接收处理机3的连接线路，使gps卫星接收处理机3不能获得有效的gps卫星信号，从而不能进行gps卫星导航信息解算，此时组合导航系统计算机1仅从捷联惯性导航系统2中获得数据，进行纯惯性导航解算。

其特征在于，步骤5)中测试需求为测试时间需求。

其特征在于，步骤6)具体为，根据试验要求使飞机在不同飞行条件下飞行，根据组合导航系统计算机1解算后的数据，判断是否满足设计指标要求，实现飞机挂载对捷联惯性与gps卫星组合导航系统进行试验验证的目的。

本发明的有益效果：

本发明的方法，与传统的搭载飞行试验方法相比，能有效解决模拟gps卫星信号有无的问题，一次试验可同时验证组合导航精度、纯惯性导航精度及纯惯性和组合导航的切换策略，减少试验次数和费用，降低外场试验安全风险，提高试验效率，节约科研费用。该试验方法的成功应用解决了纯惯性导航与组合导航验证途径，更符合飞行实际情况，通过低成本的挂载飞行试验极大提高了试验验证结果的置信度。

附图说明

图1为系统连接图

注：1：组合导航系统计算机；2：捷联惯性导航系统；3：gps卫星接收处理机；4：gps卫星接收天线；5：开关。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。

提出一种借助于通用(运五)飞机挂载验证捷联惯性与gps卫星组合导航系统的试验方法。通用(运五)飞机挂载可以很好解决飞行器外场飞行环境的模拟，包括速度、高度、位置，同时可人为对gps信号进行物理切断与恢复，能很好验证组合导航精度、纯惯性导航精度以及纯惯性与组合导航的切换策略，同时可以解决外场试验飞行安全的不确定性。该方法可以模拟并验证实际飞行环境下组合导航系统性能指标，具有安全可靠、成本低、易于实现等特点。

如图1所示，根据图1连接试验系统，包括组合导航系统计算机1、捷联惯性导航系统2、gps卫星接收处理机3、gps卫星接收天线4和开关5；捷联惯性导航系统2、gps卫星接收处理机3分别与组合导航系统计算机1相连，gps卫星接收处理机3与gps卫星接收天线4之间通过开关5相连。

试验开始后，试验系统固定在通用(运五)飞机上，飞机起飞后系统开始工作，当开关(5)处于闭合状态时，组合导航系统计算机(1)通过接收捷联惯性导航系统(2)与gps卫星接收处理机(3)的数据进行组合导航解算，在通用(运五)飞机飞行过程中，根据试验需要断开开关(5)，人为断开gps卫星接收天线(4)与gps卫星接收处理机(3)的通信线路，使gps卫星接收处理机(3)不能获得有效的gps卫星信号，从而不能进行gps卫星导航信息解算，此时组合导航系统计算机(1)只获得捷联惯性导航系统(2)的数据进行纯惯性导航解算，导航一段时间后接通开关(5)，接通gps卫星接收天线(4)与gps卫星接收处理机(3)的通信线路，使gps卫星接收处理机(3)获得有效的gps卫星信号并进行gps卫星导航信息解算，组合导航系统计算机(1)重新获得gps卫星接收处理机(3)的有效gps数据后进行组合导航解算。根据试验要求使通用(运五)飞机在不同高度、不同速度、不同航向、大机动转弯、爬升、降高等条件下飞行，进行试验验证。根据试验数据判读是否满足设计指标要求，最终实现利用通用(运五)飞机挂载对捷联惯性与gps卫星组合导航系统进行试验验证的目的。