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惯性导航利用传感器对载体的敏感输出获得运动信息,因为其高精度和隐蔽性,现已被广泛应用到各领域导航设备中,成为主流的导航手段之一。惯性导航系统的实物测试成本较高、操作复杂度较大、难以对所有可能的情况进行遍历,采用虚拟仿真技术实现该过程则可以解决上述问题。载体在长时间运行时,惯导系统存在的误差(元件误差、干扰误差和系统误差等)会引入系统,随时间累积诱发导航平台的严重漂移,降低导航精度。 为了解决上述问题,本文对长航时的惯性导航系统仿真技术展开了研究,设计了一套惯性导航仿真系统:首先根据载体运动规律和特性模拟了运动轨迹,利用轨迹完成载体运动过程,生成运动参数,作为仿真系统的数据输入,实现了载体轨迹发生器;其次对惯性导航系统的惯性组合传感器进行仿真,设计了对应的仿真输出模型,完成惯性器件的模拟过程;最后对惯导系统的导航过程进行了研究,设计了高精度导航解算算法,完成载体的姿态、速度和位置的实时解算,在此基础上对载体振动所引入的多种干扰误差(圆锥误差、划桨误差等)进行了导航补偿算法设计;最后模拟圆锥运动条件,对仿真系统各个部分的算法进行了精度测试。 基于上述研究,本文利用MicrosoftVisualStudio开发环境进行仿真程序的编写、利用CAN总线通讯设备和高速以太网完成仿真系统的通讯、利用RTX嵌入式实时系统完成仿真同步与实时控制。本文针对仿真需求,设计了相应的CAN总线通讯协议、TCP/IP通讯流程;设计了对应的仿真时钟同步方法与仿真流程,完成了实时仿真功能;实现了一套集载体轨迹运动仿真、惯组测量模拟、长航时导航仿真功能于一体的惯性导航仿真系统,为长航时惯性导航的仿真过程提供了验证与运行环境。最后利用该仿真系统完成了载车长航时的运动仿真,对载体长航时导航仿真的精度进行了验证和分析,实验结果达到了预期的目标和精度。