技術特征：

1.一種捷聯(lián)慣性導航計算機測試系統(tǒng)，其特征在于，包括運動軌跡仿真模塊、慣性器件參數(shù)設定模塊、慣性器件數(shù)據(jù)仿真模塊、數(shù)據(jù)格式轉換與存儲模塊、測試系統(tǒng)控制模塊、誤差分析模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、慣性數(shù)據(jù)封裝模塊，數(shù)據(jù)同步觸發(fā)模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；其中，慣性器件參數(shù)設定模塊和運動軌跡仿真模塊分別與慣性器件數(shù)據(jù)仿真模塊連接，慣性器件數(shù)據(jù)仿真模塊分別與誤差分析模塊、數(shù)據(jù)格式轉換與存儲模塊連接，數(shù)據(jù)格式轉換與存儲模塊和測試系統(tǒng)控制模塊分別通過PCI總線與數(shù)據(jù)緩沖模塊連接，數(shù)據(jù)緩沖模塊通過PCI總線與誤差分析模塊連接，數(shù)據(jù)緩沖模塊分別與數(shù)據(jù)同步觸發(fā)模塊和慣性數(shù)據(jù)封裝模塊連接，數(shù)據(jù)同步觸發(fā)模塊和慣性數(shù)據(jù)封裝模塊分別與數(shù)據(jù)發(fā)送模塊連接。

2.一種捷聯(lián)慣性導航計算機測試系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1、在計算機上選擇Microsoft Visual C++開發(fā)平臺設計上位機軟件，通過該軟件設定運動軌跡參數(shù)和慣性傳感器及其接口參數(shù)，包括：

(1)設置載體運動時長，即航跡仿真時間；

(2)設置載體運動的軌跡參數(shù)；

(3)設置慣性傳感器種類、誤差、輸出更新率參數(shù)；

(4)設置模擬的慣性傳感器接口的通信格式；

步驟2、根據(jù)運動軌跡反推慣性傳感器理論輸出，加入慣性傳感器誤差后生成最終實際輸出數(shù)據(jù)并存儲，包括：

(1)讀取步驟1中通過上位機設定的運動軌跡參數(shù)，反推出加速度計和陀螺儀理論輸出；

(2)根據(jù)用戶設置的慣性傳感器參數(shù)推導出陀螺儀和加速度計誤差；

(3)將陀螺儀和加速度計的理論輸出與誤差進行合成，得到帶有誤差的加速度計和陀螺儀輸出，即模擬的慣性傳感器的實際輸出；

(4)按照用戶設置的器件輸出更新周期將模擬的慣性傳感器的實際輸出結果保存文件；

步驟3、基于FPGA設計開發(fā)測試系統(tǒng)的硬件平臺，F(xiàn)PGA硬件平臺根據(jù)步驟1中對于慣性傳感器接口的設置，完成對模擬接口的輸出格式與通信協(xié)議的配置，完成硬件初始化，進入待命狀態(tài)，隨時可以啟動測試，包括：

(1)設置模擬的接口有效電平；

(2)設置模擬的通訊接口傳輸協(xié)議；

(3)設置慣性傳感器輸出數(shù)據(jù)包的長度、更新周期、幀頭、幀尾和校驗方式信息；

(4)上位機通過PCI總線與FPGA進行通信，以FPGA擴展存儲器作為硬件端數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，按照器件類型劃分區(qū)域，分別存儲加速度計、陀螺儀和溫度數(shù)據(jù)；在初始化階段，上位機首先向緩沖區(qū)各區(qū)域填滿數(shù)據(jù)，為測試做好準備；

步驟4、FPGA通過模擬的接口，按照設定的參數(shù)實時、同步的向被測導航計算機發(fā)送數(shù)據(jù)，包括：

(1)首先判斷緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量是否符合大于等于一半的緩沖空間容量；當緩沖區(qū)數(shù)據(jù)量不滿一半容量時，通過中斷觸發(fā)上位機填寫半個緩沖空間容量的數(shù)據(jù)；當緩沖區(qū)數(shù)量大于等于一半容量時，繼續(xù)進行下面步驟；

(2)測試系統(tǒng)根據(jù)初始化階段設置的數(shù)據(jù)更新周期，生成用于控制數(shù)據(jù)發(fā)送周期的trig信號，trig信號為占空比1:9，頻率等于數(shù)據(jù)更新周期的方波；

(3)數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)初始化時設置的數(shù)據(jù)長度、幀頭、幀尾和校驗方式完成數(shù)據(jù)的自動硬件封裝，生成符合導航計算機通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)包；

(4)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊按照trig信號的周期將封裝完成的數(shù)據(jù)包通過相應的模擬接口發(fā)送給被測導航計算機；

步驟5、導航計算機性能評估，包括：

(1)采集導航計算機輸出的速度、位置和姿態(tài)信息，并將這些數(shù)據(jù)與步驟1中設定的運動軌跡參數(shù)對比；

(2)通過數(shù)理統(tǒng)計方法得到其差異的大小及變化趨勢，并生成對比圖和數(shù)據(jù)對比文件，對導航計算機性能進行評估。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種捷聯(lián)慣性導航計算機測試系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，步驟2(1)中所述陀螺儀理想輸出模型為：

${\mathrm{\ω}}_{ib}^b=C_n^b({\mathrm{\ω}}_{ie}^n+{\mathrm{\ω}}_{en}^n)+{\mathrm{\ω}}_{nb}^b---\left(1\right)$

其中，角標n，b，i，e分別代表到導航坐標系、載體坐標系、慣性坐標系、地球坐標系；

分別為導航系內(nèi)地球角速率、速度引起的繞地球的轉動角速率，是機體系相對于導航系的轉動角速度在機體系上的投影，為導航系到機體系變換矩陣，是機體系相對于慣性系的轉動角速度在機體系上的投影，即陀螺的輸出。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種捷聯(lián)慣性導航計算機測試系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，步驟2(1)中所述加速度計理想輸出模型為：

$f^n={\stackrel{\·}{V}}_{en}^n+(2{\mathrm{\ω}}_{ie}^n+{\mathrm{\ω}}_{en}^n)\×V_{en}^n-g---\left(5\right)$

$f^b=C_n^b{f}^n---\left(6\right)$

其中，fⁿ為導航系下的比力；f^b為機體系下的比力；

和為導航坐標系內(nèi)載體對地速度和對地加速度，通過運動軌跡信息得到；為捷聯(lián)姿態(tài)矩陣的轉置矩陣，在求解陀螺輸出時已求得；分別為導航系內(nèi)地球角速率、速度引起的繞地球的轉動角速率，在求解陀螺輸出時也已求得；g＝(0 0 g₀)為重力加速度的矢量形式，根據(jù)當?shù)鼐暥惹蟮谩?/p>

5.根據(jù)權利要求2所述的一種捷聯(lián)慣性導航計算機測試系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，步驟3(1)所述設置模擬的接口為高電平有效或低電平有效，若設置為高電平有效，則無信號輸出時端口電平保持為低；高電平輸出為標準TTL電平，驅動能力不小于15mA。