捷联惯导装置导航性能测试系统和方法与流程

1.本发明涉及惯导技术领域，特别涉及一种捷联惯导装置导航性能测试系统和方法。


背景技术：

2.捷联惯导系统将加速度计等惯性组合体与载体固联，其结构简单、体积小、重量轻、成本低，且系统中陀螺和加速度计分别用来测量载体的角运动信息和线运动信息，机载计算机根据这些测量信息解算出载体的航向、姿态、速度和位置，在航空、军事、舰艇、无人驾驶等领域都有广泛的应用。
3.cn215725984u公开了一种捷联惯导跑车试验精度测试系统，包括跑车；所述跑车上设有显控部分、实时动态采集部分和惯导部分；所述显控部分包括pc机和卫星接收机；所述实时动态采集部分包括同步录取工装；所述惯导部分包括被测捷联惯导和基准惯导且基准惯导的精度高于被测捷联惯导；所述卫星接收机信号连接同步录取工装以将卫导数据实时传输给所述同步录取工装；所述同步录取工装信号连接被测捷联惯导和基准惯导以将卫导数据和同步触发信号发送给被测捷联惯导和基准惯导；所述被测捷联惯导和基准惯导也可将实时的导航信息反馈给所述同步录取工装；所述同步录取工装信号连接pc机以将收到的导航信息发送给所述pc机。
4.捷联惯导系统要求的精度越来越高，随着精度的提高，其动态性能就下降，现有技术中，具有两种精度和动态性能的捷联惯导系统通过并联设计不同型号的陀螺仪和电路，在工作过程中需要切换工作模式，需要动态性能较好的时候可以切换到动态性能好的陀螺仪和电路中，反之类似，针对多模式、多通道的捷联惯导系统的测试尤为复杂，缺乏对应的测试算法和系统。


技术实现要素：

5.在大量的测试实践中，捷联惯导系统中装备有光纤陀螺仪中电流频率转换电路，通常表现为分辨率较高，量程就小；分辨率低，量程就大，而兼顾了分辨率和量程的双通道捷联惯导系统的导航性能测试过程复杂度高、自动化程度低，难以一次性完成量程和陀螺精度试验测试。
6.有鉴于此，本发明旨在提出一种捷联惯导装置导航性能测试系统，该捷联惯导装置导航性能测试系统包括，
7.预处理单元，用于捷联惯导装置进行通电初始化，捷联惯导装置进入准备模式；
8.第一性能测试单元，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；用于产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；
9.第二性能测试单元，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出的第二指
令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；用于产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；
10.主控制单元，用于产生第一指令发送至第一性能测试单元，产生第二指令发送至第二性能测试单元；
11.数据采集单元，用于获取与存储第一性能测试单元和第二性能测试单元产生的姿态、位置、角速度、加速度数据；
12.电源单元，用于产生稳压电能至预处理单元、第一性能测试单元、第二性能测试单元、主控制单元。
13.优选地，在第一性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式。
14.优选地，在第二性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式。
15.优选地，所述捷联惯导装置导航性能测试系统还包括，匹配计算单元，用于根据数据采集单元采集的姿态、位置、角速度、加速度数据与标准数据进行匹配对比，判断数据是否属于合格范围之内。
16.优选地，所述捷联惯导装置导航性能测试系统还包括，显示单元，用于可视化测试过程和测试结果数据。
17.优选地，所述捷联惯导装置导航性能测试系统还包括，触发单元，包括手动模块和自动模块，手动模块用于手动产生触发信号至主控制单元产生第一指令或第二指令；自动模块用于自动产生触发信号至主控制单元产生第一指令或第二指令。
18.本发明还提供了一种捷联惯导装置导航性能测试方法，所述方法包括，
19.步骤s1，捷联惯导装置进行通电初始化，电源单元产生稳压电能至预处理单元、第一性能测试单元、第二性能测试单元、主控制单元，捷联惯导装置进入准备模式；
20.步骤s2，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；在第一性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；
21.步骤s3，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；在第二性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；
22.步骤s4，产生第一指令发送至第一性能测试单元，产生第二指令发送至第二性能测试单元；
23.步骤s5，获取与存储第一性能测试单元和第二性能测试单元产生的姿态、位置、角速度、加速度数据；
24.步骤s6，根据姿态、位置、角速度、加速度数据与标准数据进行匹配对比，判断数据
是否属于合格范围之内，并显示。
25.优选地，在步骤s6中，可视化显示测试过程和测试结果数据。
26.优选地，在步骤s4中，捷联惯导装置导航性能测试系统中的触发单元手动或自动产生触发信号至主控制单元产生第一指令或第二指令。
27.本发明还公开了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述的方法。
28.相对于现有技术，本发明提供的捷联惯导装置导航性能测试系统设置有预处理单元、第一性能测试单元、第二性能测试单元、主控制单元、数据采集单元、电源单元，通过预处理单元先将捷联惯导装置进行通电初始化，捷联惯导装置进入准备模式，然后分别测试第一性能测试单元、第二性能测试单元从捷联惯导装置处于准备模式，选择高精度通道进入第一模式或者选择大量程通道进入第二模式，兼顾高精度与大量程两个通道的导航性能测试，并产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据，本发明还公开了捷联惯导装置导航性能测试方法，能够快速获得捷联惯导装置中选择高精度通道进入第一模式或者选择大量程通道进入第二模式选择的灵敏度和响应速度，以及高精度通道、大量程通道的导航性能数据，能够使得量程和陀螺精度试验一次性完成，复杂程度高，自动化程度高。
29.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
30.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
31.图1为本发明的捷联惯导装置导航性能测试系统一种实施方式的结构示意图；
32.图2为本发明的捷联惯导装置导航性能测试方法一种实施方式的流程图。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
36.为了解决背景技术部分所指捷联惯导系统中装备有光纤陀螺仪中电流频率转换电路，通常表现为分辨率较高，量程就小；分辨率低，量程就大，而兼顾了分辨率和量程的双
通道捷联惯导系统需要针对不同通道分别进行导航性能测试，现有技术中的导航性能测试过程复杂度高、自动化程度低，难以一次性完成测试等一系列问题。本发明提供一种捷联惯导装置导航性能测试系统，如图1所示，捷联惯导装置导航性能测试系统包括，
37.预处理单元，用于捷联惯导装置进行通电初始化，捷联惯导装置进入准备模式；
38.第一性能测试单元，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；用于产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；
39.第二性能测试单元，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；用于产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；
40.主控制单元，用于产生第一指令发送至第一性能测试单元，产生第二指令发送至第二性能测试单元；
41.数据采集单元，用于获取与存储第一性能测试单元和第二性能测试单元产生的姿态、位置、角速度、加速度数据；
42.电源单元，用于产生稳压电能至预处理单元、第一性能测试单元、第二性能测试单元、主控制单元。
43.本发明提供的捷联惯导装置导航性能测试系统设置有预处理单元、第一性能测试单元、第二性能测试单元、主控制单元、数据采集单元、电源单元，通过预处理单元先将捷联惯导装置进行通电初始化，捷联惯导装置进入准备模式，然后分别测试第一性能测试单元、第二性能测试单元从捷联惯导装置处于准备模式，选择高精度通道进入第一模式或者选择大量程通道进入第二模式，兼顾高精度与大量程两个通道的导航性能测试，并产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据，能够快速获得捷联惯导装置中选择高精度通道进入第一模式或者选择大量程通道进入第二模式选择的灵敏度和响应速度，以及高精度通道、大量程通道的导航性能数据，能够使得量程和陀螺精度试验一次性完成，复杂程度高，自动化程度高。
44.惯导系统具有对准和导航功能，能够实时输出角速度、线加速度、速度、位置和姿态等数据，主控制单元发出的第一指令与捷联惯导装置所处状态无关，为了减少第一指令与状态的干涉，在本发明优选的情况下，第一性能测试单元，在第一性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式。
45.例如，第一性能测试单元为捷联惯导装置对准性能测试单元，当捷联惯导装置处于对准模式，接收控制单元发出的对准指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入对准模式。
46.主控制单元发出的第二指令与捷联惯导装置所处状态无关，为了减少第二指令与状态的干涉，在本发明优选的情况下，在第二性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式。
47.例如，第二性能测试单元为导航性能测试单元，当捷联惯导装置处于导航模式，接收控制单元发出的导航指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入导航模式。
48.为了使得姿态、位置、角速度、加速度数据能够与系统中设置的标准数据进行快速对比计算，从而判断捷联惯导装置导航性能测试系统处于的导航性能状态，在本发明优选的情况下，所述捷联惯导装置导航性能测试系统还包括，匹配计算单元，用于根据数据采集单元采集的姿态、位置、角速度、加速度数据与标准数据进行匹配对比，判断数据是否属于合格范围之内。
49.为了更好地将测试过程数据与结果数据进行人机界面交互，清晰地反映出捷联惯导装置导航性能测试系统测试过程的具体实时动态，在本发明优选的情况下，所述捷联惯导装置导航性能测试系统还包括，显示单元，用于可视化测试过程和测试结果数据。在本发明更为优选的情况下，测试过程包括测试系统运行状态的数据和被测捷联惯导装置运行状态数据。
50.为了产生间断的周期性触发信号，柔性程度更高地测试所述捷联惯导装置导航性能测试系统，在本发明优选的情况下，所述捷联惯导装置导航性能测试系统还包括，触发单元，包括手动模块和自动模块，手动模块用于手动产生触发信号至主控制单元产生第一指令或第二指令；自动模块用于自动产生触发信号至主控制单元产生第一指令或第二指令。
51.本发明还提供了一种捷联惯导装置导航性能测试方法，如图2所示，所述方法包括，
52.步骤s1，捷联惯导装置进行通电初始化，电源单元产生稳压电能至预处理单元、第一性能测试单元、第二性能测试单元、主控制单元，捷联惯导装置进入准备模式；
53.步骤s2，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；在第一性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；
54.步骤s3，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；在第二性能测试单元中，当捷联惯导装置处于第二模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；
55.步骤s4，产生第一指令发送至第一性能测试单元，产生第二指令发送至第二性能测试单元；
56.步骤s5，获取与存储第一性能测试单元和第二性能测试单元产生的姿态、位置、角速度、加速度数据；
57.步骤s6，根据姿态、位置、角速度、加速度数据与标准数据进行匹配对比，判断数据是否属于合格范围之内，并显示。
58.本发明提供的捷联惯导装置导航性能测试方法包括s1-s6步骤，其中，捷联惯导装置进行通电初始化后，当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；当捷联惯导装置处于第一模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；当捷联惯导装置处于准备模式，接收控制单元发出的第二指令，捷联惯导装置选择大量程通道进入第二模式；当捷联惯导
装置处于第二模式，接收控制单元发出的第一指令，捷联惯导装置选择高精度通道进入第一模式；产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据；产生第一指令发送至第一性能测试单元，产生第二指令发送至第二性能测试单元，获取与存储第一性能测试单元和第二性能测试单元产生的姿态、位置、角速度、加速度数据，进行匹配对比，判断数据是否属于合格范围之内，并显示，能兼顾高精度与大量程两个通道的导航性能测试，并产生捷联惯导装置的姿态、位置、角速度、加速度数据，能够快速获得捷联惯导装置中选择高精度通道进入第一模式或者选择大量程通道进入第二模式选择的灵敏度和响应速度，以及高精度通道、大量程通道的导航性能数据，能够使得量程和陀螺精度试验一次性完成，复杂程度高，自动化程度高。
59.为了更好地将测试过程的数据进行人机交互，在本发明优选的情况下，在步骤s6中，可视化显示测试过程和测试结果数据。
60.为了自动周期性产生触发信号，使得捷联惯导装置导航性能测试过程自动化程度更高，在本发明优选的情况下，在步骤s4中，捷联惯导装置导航性能测试系统中的触发单元手动或自动产生触发信号至主控制单元产生第一指令或第二指令。
61.本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述方法。
62.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
63.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
64.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
65.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
66.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
67.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式
体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
68.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。