[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

说明书

本发明提供了一种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，属于飞行器地面仿真技术领域。本发明中动力学与运动学仿真机通过光纤网络接收仿真上位机给出的条件和指令后计算数据，将轨道位置信息传输给三维平动运动机构、磁场产生装置、星图模拟装置、侧风模拟装置，将姿态信息传输给三维转动运动机构、无磁三轴转台，后者经计算后产生相应的运动位移、磁场强度、星图、不同大小侧风以及转动角度；惯性组合和星敏感器以及磁探测传感器将测得的信息反馈给动力学与运动学仿真机，侧风传感器和位姿传感器将测得的信息还反馈给控制器，形成大闭环。本发明将多种传感器融合进行地面仿真，适用于各种飞行器模拟测试。

技术领域

本发明涉及一种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，属于飞行器地面仿真技术领域。

背景技术

以飞机、导弹、卫星为代表的飞行器由于其特殊的运行环境，通过样机实际飞行试验进行系统运行控制的调试优化成本高、周期长，甚至难以实现，因此必须开发相对容易实施的低成本高精度地面仿真系统来完成相关技术的测试、分析与验证。

厉明等发表的《基于快速仿真原型的飞行器半物理仿真系统》(光学精密工程，2008年10月，页码1949-1955)设计了基于快速仿真原型技术的大闭环半物理飞行实时仿真系统，由动力学仿真、视景仿真和飞行控制等分系统组成,通过光纤反射内存网络高速互连，仿真结果证明了建模理论和方法的合理性和有效性，其给出的仿真系统将舵机和实时控制器加入闭环，通过转台实现运动学模拟，提高了仿真的效能，但还不能将磁场信息、星敏等敏感器的信息等融入到仿真闭环中，其效能仍具有一定的局限性；

王激扬等在《无人飞行器的多源信息融合技术发展综述》(战术导弹技术，2019年4月，页码106-112)中针对新的作战需求和目标特性赋予了无人飞行器多源信息融合技术新的挑战,开展了无人飞行器多源信息融合技术和典型应用两个方向的研究,全面地总结了近几年无人飞行器的多源信息融合技术的发展概况,整理了信息融合技术中的数据预处理、态势估计、属性融合、态势感知的几种典型算法的研究进展，其分析总结了近几年无人飞行器的多源信息融合技术的发展概况，但不涉及物理仿真技术，没有给出相关的仿真验证方法。

中国发明专利号CN201811508272.7名称为“一种基于多源信息融合的农机轨迹跟踪、避障系统及方法”的专利公开了一种基于多源信息融合的农机轨迹跟踪、避障系统及方法，包括用户交互模块、环境感知模块、多源信息融合模块、路径规划决策模块和执行模块，用户交互模块由用户选择关键点，生成全局规划的参考路径，同时实时显示农机状态；环境感知模块实时采集当前路况、环境数据以及车辆位姿信息；多源信息融合模块将环境感知模块采集到的不同传感器且在同一环境内的信息去除噪声，进行融合处理；路径规划决策模块将得到的融合过的环境信息与参考路径信息对比，决策出当前适宜的转角速度控制量；执行模块与路径规划决策模块相连通，控制农机完成跟踪任务；本发明克服了现有路径跟踪方法精度不高且遇到障碍物无法绕行的缺点。

申请号为CN201810427354.2的发明专利“基于多源信息融合的降雨量估算方法”公开了一种基于多源信息融合的降雨量估算方法，包括：将研究区域内的地面站观测降雨数据和研究区域多源卫星降雨量数据体相结合，构成研究区域多源数据集；建立基于动态贝叶斯理论的研究区域的贝叶斯降雨预测模型；利用最大熵方法求取贝叶斯降雨预测模型的非线性最优解，进而确定各个卫星数据源的最佳权重和不确定性信息；基于卫星数据源的最佳权重和不确定性，生成研究区域内应用多源信息融合降雨量的估算结果。

但是专利“一种基于多源信息融合的农机轨迹跟踪、避障系统及方法”和“基于多源信息融合的降雨量估算方法”给出的方法不适用于飞行器的情况。因此本发明给出一种能够覆盖惯性组合、磁场、星敏、风速等信息的多源信息融合飞行器巡航仿真装置及方法，原理简单，并且工程实现性强。

发明内容