本發(fā)明屬于飛行模擬器設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航實時仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

訓(xùn)練模擬器是典型的人在回路仿真系統(tǒng)，主要用于飛行員訓(xùn)練。按照飛行模擬器分級標(biāo)準(zhǔn)，主要分為四個等級。其中d級為最高等級。目前國內(nèi)d級訓(xùn)練模擬器主要為進(jìn)口設(shè)備，自主研制的訓(xùn)練模擬器相比還存在較大的差距，尤其是模型建立方面，具體表現(xiàn)在：

(1)模擬逼真度和任務(wù)覆蓋率不能完全滿足需要；

(2)特情及故障模擬不夠全面；

(3)飛行仿真建模的數(shù)據(jù)需求不十分明確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航實時仿真系統(tǒng)，采用人機(jī)界面交互和實時解算模型，滿足高等級訓(xùn)練模擬器等級標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)慣性導(dǎo)航仿真系統(tǒng)和訓(xùn)練模擬器其余系統(tǒng)之間的耦合作用，提高訓(xùn)練模擬器的性能和訓(xùn)練效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航實時仿真系統(tǒng)，包括：人機(jī)界面交互子系統(tǒng)和實時解算子系統(tǒng)；

所述人機(jī)界面交互子系統(tǒng)設(shè)置有控制面板、人機(jī)接口模塊、加載模塊、故障模塊及顯示模塊；

所述人機(jī)接口模塊一端通過429總線和afdx總線與所述控制面板連接，另一端通過afdx總線和實時網(wǎng)分別與所述加載模塊、故障監(jiān)控模塊、顯示模塊連接；

所述實時解算子系統(tǒng)設(shè)置有通過實時網(wǎng)相互連接的數(shù)據(jù)處理模塊、對準(zhǔn)控制模塊、導(dǎo)航數(shù)據(jù)計算模塊及飛行環(huán)境模型，

所述數(shù)據(jù)處理模塊通過實時網(wǎng)與人機(jī)接口模塊連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊能夠模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的總線接口，將實時網(wǎng)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)化為總線的形式進(jìn)行傳輸。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)三余度總線接口的控制，所述三余度總線為afdx總線、1553b總線及429總線。

優(yōu)選地，所述實時網(wǎng)由以太網(wǎng)和ieee1394網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述顯示模塊能夠模擬與飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有關(guān)的顯示效應(yīng)，所述顯示效應(yīng)通過idata模擬生成，包括對準(zhǔn)頁面、慣導(dǎo)頁面及告警顯示。

優(yōu)選地，所述控制面板設(shè)置有數(shù)據(jù)采集卡，通過所述數(shù)據(jù)采集卡與人機(jī)界面交互子系統(tǒng)進(jìn)行交互。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)計算模塊的數(shù)據(jù)解算過程包括：地面過程和空中過程；

所述地面過程包括：導(dǎo)航、姿態(tài)導(dǎo)航；

所述空中過程包括：導(dǎo)航、姿態(tài)導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航。

本發(fā)明技術(shù)方案的有益技術(shù)效果：本發(fā)明訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航實時仿真系統(tǒng)是一種飛機(jī)多系統(tǒng)協(xié)同交互系統(tǒng)，進(jìn)行慣性導(dǎo)航系統(tǒng)整體的調(diào)優(yōu)和匹配，能有效提升系統(tǒng)評估和整體性能；同時該仿真系統(tǒng)可用于機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)優(yōu)化，避免不必要的重復(fù)設(shè)計工作，減少物理試驗的次數(shù)和成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航實時仿真系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的組成示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，本發(fā)明一種訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航實時仿真系統(tǒng)的組成示意圖；

一種訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航實時仿真系統(tǒng)，采用idata及c語言建立了飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)模型，應(yīng)用基于分布式并行仿真技術(shù)，完成了人在環(huán)的半物理仿真系統(tǒng)。其包括：人機(jī)界面交互子系統(tǒng)和實時解算子系統(tǒng)；

人機(jī)界面交互子系統(tǒng)設(shè)置有控制面板、人機(jī)接口模塊、加載模塊、故障監(jiān)控模塊及顯示模塊；

人機(jī)接口模塊一端通過429總線和afdx總線與所述控制面板連接，另一端通過afdx總線和實時網(wǎng)分別與加載模塊、故障監(jiān)控模塊、顯示模塊連接；

實時解算子系統(tǒng)設(shè)置有通過實時網(wǎng)相互連接的數(shù)據(jù)處理模塊、對準(zhǔn)控制模塊、導(dǎo)航數(shù)據(jù)計算模塊及飛行環(huán)境模型；

數(shù)據(jù)處理模塊通過實時網(wǎng)與人機(jī)接口模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊能夠模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的總線接口，將實時網(wǎng)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)化為總線的形式進(jìn)行傳輸。

控制面板，用于模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)人工控制，包括機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)控制板、源選擇控制板、多功能顯示器、輸入設(shè)備等；

顯示模塊，用于模擬與飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有關(guān)的顯示效應(yīng)，通過采用idata生成顯示，主要包括：對準(zhǔn)頁面、慣導(dǎo)頁面、告警顯示；該模塊主要通過idata及c生成模擬與飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有關(guān)的顯示系統(tǒng)；

人機(jī)接口模塊，用于人機(jī)界面交互子系統(tǒng)與實時解算子系統(tǒng)進(jìn)行通信，同時也具備與物理設(shè)備實時交互的能力；包括afdx總線及429總線與控制面板進(jìn)行交互；

加載模塊，用于配置慣性導(dǎo)航系統(tǒng)模型；

本實施例中，加載模塊采用c語言建立模型加載模塊，通過以太網(wǎng)和afdx總線與人機(jī)接口模塊交互；

可以理解的是：加載模塊通過1394網(wǎng)與人機(jī)接口模塊交互；

故障監(jiān)控模塊，用于模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)故障及狀態(tài)檢測，并告警顯示；

本實施例中，故障監(jiān)控模塊通過afdx總線和實時網(wǎng)實現(xiàn)與人機(jī)接口模塊交互；

可以理解的是：故障監(jiān)控模塊通過afdx總線與人機(jī)接口模塊交互；

對準(zhǔn)控制模塊用于模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的對準(zhǔn)過程，主要包括：地面過程和空中過程。其中，地面過程包括：存儲航向?qū)?zhǔn)、羅經(jīng)對準(zhǔn)、增強(qiáng)中斷對準(zhǔn)、姿態(tài)對準(zhǔn)、對準(zhǔn)停止；空中過程包括：空中對準(zhǔn)、姿態(tài)對準(zhǔn)；

導(dǎo)航數(shù)據(jù)計算模塊用于模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)解算過程，主要包括：地面過程和空中過程。地面過程包括：導(dǎo)航、姿態(tài)導(dǎo)航；空中過程包括：導(dǎo)航、姿態(tài)導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航；

數(shù)據(jù)處理模塊，用于模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的總線接口關(guān)系，主要是三余度總線接口控制，包括afdx總線、1553b總線及429總線；

飛行環(huán)境模型，用于模擬飛機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)各用戶子系統(tǒng)，主要包括飛機(jī)本體系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、飛管系統(tǒng)、電源系統(tǒng)。

本實施例中，實時網(wǎng)由以太網(wǎng)和ieee1394網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

本實施例中，控制面板設(shè)置有數(shù)據(jù)采集卡，通過數(shù)據(jù)采集卡與人機(jī)界面交互子系統(tǒng)進(jìn)行交互。

設(shè)計調(diào)試具體步驟如下：

a)系統(tǒng)非實時仿真模型設(shè)計遵循如下步驟：

1)在非實時的飛機(jī)模型系統(tǒng)下對系統(tǒng)對準(zhǔn)模型和導(dǎo)航數(shù)據(jù)計算模型進(jìn)行開發(fā)設(shè)計；飛機(jī)模型是指包括簡化的、通用的飛機(jī)本體系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、飛管系統(tǒng)、電源系統(tǒng)模型；

2)在非實時的飛機(jī)模型系統(tǒng)下對總線以及接口進(jìn)行開發(fā)；

主要是根據(jù)仿真對象飛機(jī)實體確定系統(tǒng)總線余度為三余度傳輸，總線類型包括afdx、1553b、429等；按1394網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置總線接口定義；同時對物理硬線進(jìn)行仿真；

3)在連接機(jī)載設(shè)備的基礎(chǔ)上，完成機(jī)界面交互子系統(tǒng)的開發(fā)。

b)系統(tǒng)實時調(diào)試：

利用人機(jī)界面交互子系統(tǒng)中控制面板和人機(jī)接口模塊完成實時解算子系統(tǒng)中的模型配置設(shè)備，按照設(shè)備的狀態(tài)和信息對系統(tǒng)功能進(jìn)行逐一的靜態(tài)測試，同時在飛行環(huán)境模型的配合下，動態(tài)對系統(tǒng)性能進(jìn)行測試，包括正常和故障模態(tài)下的飛行測試。至此，完成了基于訓(xùn)練模擬器的慣性導(dǎo)航仿真系統(tǒng)開發(fā)測試。

本發(fā)明該系統(tǒng)基于分布式并行仿真、系統(tǒng)集成建模等先進(jìn)的設(shè)計理念，實現(xiàn)系統(tǒng)快速原型化，旨在建立多系統(tǒng)的綜合數(shù)字模型，力圖全面反映訓(xùn)練模擬器各組成系統(tǒng)之間的復(fù)雜集成和耦合，真實反映機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的品質(zhì)。能有效提升系統(tǒng)評估和整體性能；同時該仿真系統(tǒng)可用于機(jī)載慣性導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)優(yōu)化，避免不必要的重復(fù)設(shè)計工作，減少物理試驗的次數(shù)和成本。

最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。