[发明专利]基于多源信息融合的飞行器导航控制技术仿真装置及方法

权利要求书

1.一种基于多源信息融合的飞行器导航控制技术仿真装置，其特征在于，包括：三维平动运动机构(1)、三维转动运动机构(2)、惯性组合(3)、动力学与运动学仿真机(4)、控制器(5)、磁屏蔽室(6)、无磁三轴转台(7)、磁探测传感器(8)、磁场产生装置(9)、星敏感器(10)、星图模拟装置(11)、桁架(12)、气浮球轴承(13)、气浮球(14)、侧风传感器(15)、位姿传感器(16)、侧风模拟装置(17)和仿真上位机(18)；

其中，仿真上位机(18)、动力学与运动学仿真机(4)和控制器(5)通过光纤网络相连，三维转动运动机构(2)安装在三维平动运动机构(1)上，所述三维转动运动机构(2)上安装惯性组合(3)，三维平动运动机构(1)和三维转动运动机构(2)接收动力学与运动学仿真机(4)给出的运动指令，带动惯性组合(3)在空间中运行，惯性组合(3)将测量的数据传输给动力学与运动学仿真机(4)和控制器(5)实现闭环；

所述三维平动运动机构(1)由X向运动机构、Y向运动机构和Z向运动机构组成，三维转动运动机构(2)整体安装在三维平动运动机构(1)的Z向运动机构的承载盘上；所述三维转动运动机构(2)为一个三轴转台，由内环轴、中环轴和外环轴组成，内环轴上安装飞行器的惯性组合(3)；

无磁三轴转台(7)安装在磁屏蔽室(6)内，磁探测传感器(8)安装在无磁三轴转台(7)的内环轴的承载盘上，磁场产生装置(9)安装在磁屏蔽室(6)内，磁场产生装置(9)接收动力学与运动学仿真机(4)给出的当前飞行器所处位置的磁场信息，磁探测传感器(8)可以将该信息反馈给动力学与运动学仿真机(4)和控制器(5)形成闭环；

星敏感器(10)安装在三维转动运动机构(2)的承载盘上，和星图模拟装置(11)面对面安装，星图模拟装置(11)接收动力学与运动学仿真机(4)给出的当前飞行器所处位置信息并产生相应的星图，星敏感器(10)根据星图将测得的位置姿态信息反馈给动力学与运动学仿真机(4)和控制器(5)形成闭环；

安装在地基上的桁架(12)上吊挂一套气浮球轴承(13)，气浮球(14)倒装在气浮球轴承(13)中，气浮球(14)的下端挂装侧风传感器(15)和位姿传感器(16)，侧风模拟装置(17)接收动力学与运动学仿真机(4)给出的侧风信息，侧风传感器(15)和位姿传感器(16)将测得的信息反馈给动力学与运动学仿真机(4)和控制器(5)形成闭环。

2.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的飞行器导航控制技术仿真装置，其特征在于，所述磁屏蔽室(6)用于将空间磁场屏蔽。

3.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的飞行器导航控制技术仿真装置，其特征在于，所述磁场产生装置(9)基于三轴亥姆霍兹线圈及相应的程控恒流源构建，能够在局部空间内产生指定的磁场。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的基于多源信息融合的飞行器导航控制技术仿真装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：仿真上位机(18)、动力学与运动学仿真机(4)和控制器(5)通过光纤网络相连，动力学与运动学仿真机(4)接收仿真上位机(18)给出的初始条件和开始仿真的指令后计算相关数据；

步骤二：动力学与运动学仿真机(4)将轨道位置信息传输给三维平动运动机构(1)、磁场产生装置(9)、星图模拟装置(11)和侧风模拟装置(17)，将姿态信息传输给三维转动运动机构(2)和无磁三轴转台(7)，后者根据位置经计算后产生相应的运动位移、磁场强度、星图、不同大小的侧风以及转动角度；

步骤三：安装在三维转动运动机构(2)承载盘上的惯性组合(3)和星敏感器(10)将测得的信息反馈给动力学与运动学仿真机(4)，安装在无磁三轴转台(7)内环承载盘上的磁探测传感器(8)将测得的磁信息反馈给动力学与运动学仿真机(4)，安装在气浮球(14)挂杆上的侧风传感器(15)和位姿传感器(16)将测得的信息反馈给动力学与运动学仿真机(4)和控制器(5)，从而形成整个系统的大闭环。