導航模擬裝置的設計與開發

摘要：設計并完成某運載體的組合導航系統的模擬裝置。該導航模擬裝置采用姿態傳感器和模擬多普勒的數據實現導航模塊在應用上的功能，利用嵌入式PC104搭建硬件平臺，在Borland C++4.5和Visual Stdio6.0工具下分別完成Dos環境下的導航程序和Windows環境下的人機交互界面，提供低成本的實時導航信息，在保證實用性的基礎上為產品的破壞性試驗降低成本，最后通過小車實驗結果表明導航模擬裝置的實用性和精確度。

關鍵詞：導航模擬裝置；嵌入式PC104；航位推算；組合導航

中圖分類號：TP212.9文獻標識碼：A

1引言

導航模擬裝置用于模擬某運載體的組合導航系統[1]，提供包括位置、速度、姿態在內，共9維的導航信息，其特點在于短時精度高，受外界干擾小；而缺點在于誤差隨時間累計，無法靠自身去除。組合導航的目的就在于依靠其他誤差不隨時間累計的傳感器來實時修正慣導組件的輸出。而姿態傳感器MTI可以測量運載體的三維方向、三維加速度、三維角速度、三維地磁場、溫度等信息，利用姿態傳感器MTI代替捷聯慣導系統慣導組件（加速度計、陀螺儀等）、多普勒速度儀工作，模擬捷聯慣導系統和多普勒速度儀的組合導航系統[2]，用于產品破壞性試驗過程，目前已投入使用。

2導航模擬裝置系統

2.1面向對象技術和方法的應用

導航模擬裝置系統結構如圖1所示。其中，導航解算中心由嵌入式PC104工控機完成導航解算和數據采集功能；方位姿態信息通過姿態傳感器測量航向角、俯仰角和橫滾角獲得，通訊采用RS-232C接口；多普勒測速聲納的模擬信息通過配置軟件進行設置，確定了導航模擬裝置的速度和高度信息；輸出端口采用RS-422通訊接口，用于接收對準開始、結束指令和輸出12維導航信息。