(陜西科技大學(xué) 陜西 西安 710000)

一、引言

車載試驗(yàn)是慣性導(dǎo)航飛行控制器系統(tǒng)研究的重要試驗(yàn)方法，具有經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)勢。車載試驗(yàn)是指將導(dǎo)航系統(tǒng)安置在試驗(yàn)車輛上，導(dǎo)航系統(tǒng)正常上電啟動(dòng)，待初始化和對準(zhǔn)完成后，開始進(jìn)入導(dǎo)航，從導(dǎo)航開始，試驗(yàn)車在所選路線上以一定速度行駛，記錄導(dǎo)航系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)，以評價(jià)導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。進(jìn)行車載試驗(yàn)的主要目的有：

(1)通過車載試驗(yàn)，對產(chǎn)品交付前進(jìn)行考核，暴露設(shè)計(jì)、研制與使用的缺陷，以便進(jìn)行改進(jìn)和完善；

(2)考核導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)條件下的定位精度、速度精度、航向精度；

(3)考核導(dǎo)航系統(tǒng)輸出信息的連續(xù)性、穩(wěn)定性、正確性。

二、試驗(yàn)方案

(一)車載試驗(yàn)系統(tǒng)組成

圖1 車載試驗(yàn)系統(tǒng)組成圖

(二)試驗(yàn)方法

(1)將標(biāo)定好的控制器和高精度POS系統(tǒng)同時(shí)安裝固定在專用試驗(yàn)車上，并利用專用測試工控機(jī)記錄下控制器組合導(dǎo)航實(shí)時(shí)解算數(shù)據(jù)、高精度POS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出便于事后處理；

(2)載車靜止5分鐘同時(shí)采集數(shù)據(jù)，載車開始行駛，IMU進(jìn)入基于GPS速度信息輔助的初始對準(zhǔn)，要求在對準(zhǔn)期間試驗(yàn)車至少進(jìn)行一次加減速機(jī)動(dòng)(或者轉(zhuǎn)彎等機(jī)動(dòng))；

(3)由于POS系統(tǒng)精度遠(yuǎn)高于一般的慣導(dǎo)精度，所以可將POS系統(tǒng)輸出的導(dǎo)航結(jié)果作為參考基準(zhǔn)，可以對導(dǎo)航姿態(tài)、速度和位置誤差進(jìn)行考核。

圖2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集時(shí)序圖

車載試驗(yàn)的線路選擇原則是：道路的選取要保證在形式過程中GPS信號正常，線路周圍不會(huì)有高大建筑物等對GPS信號產(chǎn)生影響，期間有平路、陡坡，路徑長度合適。

(三)試驗(yàn)要求

(1)儀器設(shè)備的安裝、固定要牢固，控制器系統(tǒng)、高精度POS系統(tǒng)通過過渡板連接到試驗(yàn)車車廂鋁板上，保證在試驗(yàn)過程中兩套導(dǎo)航系統(tǒng)之間不會(huì)發(fā)生相對位置變化；

(2)車載試驗(yàn)的線路選擇原則是：道路的選取要保證在行駛過程中GPS信號正常，線路周圍不會(huì)有高大建筑物等對GPS信號產(chǎn)生影響，期間有平路、陡坡，路徑長度合適。

三、試驗(yàn)結(jié)果分析

下圖3為車載試驗(yàn)的速度誤差結(jié)果，δVE、δVN、δVU分別為東向速度誤差、北向速度誤差和天向速度誤差；下圖4為車載試驗(yàn)的位置誤差結(jié)果，δL、δλ、δh分別為緯度誤差、經(jīng)度誤差和高度誤差。

圖3 速度誤差結(jié)果圖

圖4 位置誤差結(jié)果圖

誤差結(jié)果是通過MATLAB將高精度POS系統(tǒng)的輸出結(jié)果和控制器組合導(dǎo)航輸出結(jié)果進(jìn)行求差后得到的。

表1 車載試驗(yàn)精度統(tǒng)計(jì)結(jié)果與指標(biāo)對比

表中誤差值為誤差的均方根。

通過控制器系統(tǒng)指標(biāo)要求和車載試驗(yàn)結(jié)果對比，可以看出試驗(yàn)結(jié)果能夠滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。

四、總結(jié)

本文通過對車載試驗(yàn)方案的介紹和對某飛行控制器系統(tǒng)車載試驗(yàn)結(jié)果的分析，可以得出車載試驗(yàn)是考核組合導(dǎo)航系統(tǒng)是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求的經(jīng)濟(jì)、方便、有效的試驗(yàn)方法。對后期發(fā)展組合導(dǎo)航算法驗(yàn)證和飛行控制器系統(tǒng)系列化產(chǎn)品的考核和驗(yàn)收具有重要的意義。