[发明专利]一种基于GPS仿真的无人机飞行轨迹模拟系统及方法

摘要

本发明一种基于GPS仿真的无人机飞行轨迹模拟系统，属于无人机技术领域；该系统包括无人机轨迹生成模块、GPS数据处理模块、通信模块和飞行控制计算机；本发明通过GPS卫星星座运动分析、最佳定位四颗星选择、模拟GPS接收机的基本工作方式，得到无人机位置信息转换成与之对应的GPS信号输入飞行控制计算机，实现了给定时间和地点接收机接收到信号的实时动态功能的GPS导航仿真实验；该方法快速、简单、高精度、实时性高，加速了仿真系统的开发进程，提高了飞行控制系统仿真验证工作的效率；以软件的形式生成NMEA 0183协议，从而与真实的飞控进行通信，从而实现从虚拟到现实过度。

主权项

一种基于GPS仿真的无人机飞行轨迹模拟系统，其特征在于：该系统包括无人机轨迹生成模块、GPS数据处理模块、通信模块和飞行控制计算机；无人机轨迹生成模块：用于搭建无人机飞行模型，对搭建完成的无人机飞行模型进行更新解算获得无人机的飞行位置信息和姿态信息，并将飞行位置信息和姿态信息发送到通信模块；所述的无人机飞行模型包括动力学模型和飞行环境模型；接收飞行控制计算机发送的控制信号，根据控制信号模拟无人机飞行，并生成新的飞行位置信息和姿态信息，将新的飞行位置信息和姿态信息发送到通信模块；所述的GPS数据处理模块包括星历参数模块、卫星运动模块和选星模块；星历参数模块：用于调用星历数据并发送到卫星运动模块；卫星运动模块：用于根据接收到的星历数据进行星座模拟，获得每个卫星在每个时刻的位置坐标，将位置坐标发送到选星模块；选星模块：用于接收飞行位置信息，根据飞行位置信息和每个时刻的每个星座的位置坐标，选择与无人机距离最近的卫星作为最佳星座，将最佳星座对应的星座位置和飞行位置信息发送到通信模块；通信模块：用于将无人机轨迹生成模块发送的飞行位置信息直接发送到GPS数据处理模块；将姿态信息转化成飞行控制计算机能够识别的标准姿态信息并发送到飞行控制计算机；将GPS数据处理模块发送的星座位置和飞行位置信息进行打包封装，转化成飞行控制计算机能够识别的位置信号发送到飞行控制计算机；飞行控制计算机：用于接收标准姿态信息和位置信号，根据标准姿态信息和位置信号生成飞行控制信号，并将飞行控制信号发送到无人机轨迹生成模块。