卫星惯性组合导航测试实验系统

系统概述

随着导航技术的发展，卫星导航技术和惯性导航技术已成为主流技术，并将两种导航计算组合以实现高精准导航能力。卫星惯性组合导航测试实验系统在电磁屏蔽和微波无反射环境条件下进行组合导航的仿真模拟，构建一种地面试验室条件下组合导航测试系统，用于对惯性/卫星一体化导航系统卫星定位导航功能的试验，同时能够满足各种导航终端的测试及验收。并且结合开源的数仿闭环验证系统以及组合导航原理验证平台可用于惯导及组合导航算法的设计、研究及教学。

组合导航测试系统结构组成图

功能特点：

1)支持用户自定义轨迹。根据用户轨迹的参数化描述，生成参考轨迹和惯性测量单元数据。

2)支持用户离散轨迹输入。根据用户载体的离散轨迹文件，生成参考轨迹和惯性测量单元数据。

3)支持典型惯性测量单元独立定义角位置安装关系定义。支持用户可配置的杆臂效应、尺寸效应设置。

4)支持典型惯性测量单元中的标定参数误差配置及生成。包括：零偏项、标度因数项、交叉耦合项、g相关项。

5)支持典型惯性测量单元中陀螺和加速度计的随机误差配置及生成。每个陀螺和加速度计均独立设置。

6)基于参考轨迹，可输出包含测量误差的位置、速度及姿态数据，用作测量数据（可模拟接受机位置速度输出），用户可配置测量数据输出频率及测量误差参数；参考轨迹实时输出可用于驱动转台。

7)串口输出采用二进制协议，且用户可自定义输出协议。

8)支持大气机、磁强计等其他传感器及其误差仿真。

9)可选的用户接口（429等用户可选）输出。

10)开源数仿闭环验证系统，支持用户外部参考轨迹与惯导数据输入，对用户的算法进行验证。

系统组成

测试评估分系统：控制整个用户设备测试过程，接收仿真的参考数据和被测用户设备的测试结果数据，执行相应的评估方法对各项测试指标进行评估，并实时给出测试评估结果。

数学仿真分系统：数学仿真系统根据用户设置的轨迹、惯性元件参数及场景配置参数，为射频信号模拟系统提供所需的观测数据、导航电文和惯导数据，实现GNSS多星座兼容的卫星轨道仿真、卫星钟差仿真、延时差分TGD仿真、电离层延迟仿真、对流层延迟仿真、多径效应仿真、地球自转效应仿真、相对论效应仿真、地面大气参数仿真以及用户轨迹仿真。

射频信号模拟分系统：基于数学仿真系统生成GNSS多星座的卫星导航射频信号，同时能够完成转发式干扰、欺骗式干扰、多路径干扰和自定义干扰信号的仿真，可以生成连续波、扫频、调频、扩频等自定义干扰信号，也可以模拟针对BDS、GPS、GLONASS、Galileo的扩频干扰信号。

数仿闭环验证分系统：惯导闭环验证系统根据数仿注入的轨迹与惯导数据解算出载体轨迹信息，将解算的载体运动信息与注入的标准轨迹信息进行对比，进行惯导数据的闭环验证。其可接收用户外部离散的轨迹与惯导数据，进行闭环验证。并且惯导闭环验证分系统提供开放源代码，用户可对其进行修改，对各种惯导算法进行验证。

组合导航原理验证平台：组合导航原理验证平台根据输入的卫星导航数据及同步的惯性导航数据进行松/紧组合算法，输出最终组合导航结果。该平台提供开放源代码的组合导航算法开发环境，用户可在开发环境完成所需组合导航算法的设计，实现惯性组件与定位组件之间的相互辅助算法，以满足特定的需求。用户也可在已有的组合导航算法上进行修改，实现组合导航算法演示教学。

组合导航原理验证平台示意图