飞机飞行轨迹仿真系统设计与实现

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1、第27卷第12期计算机仿真2010年12月文章编号：1006—9348(2010)12—0047—04飞机飞行轨迹仿真系统设计与实现冯为荣，王俊璞，田蔚风(卜海交通大学导航与控制研究所，上海200240)摘要：捷联惯导软件测试巾，傲难以得到真实的航迹数据和飞行器的各种参数，针对要获得飞行轨迹数据和惯性器件输出参数，设计飞行轨迹仿真系统利用ImbVlEW虚拟半台．将战斗机各种典型的飞行动作进行模块化处理，自由组合成一条飞行轨迹用于实时仿真测试。系统中的轨迹建模以几何算法为丰，避免了采用差分算法时产生的计算误差，实现’毪行航迹各参数的实时动态硅示。对匕行中空气阻力对轨迹的影响进行了分析，加入

2、空气阻力并建立新的模型，得到误差曲线。实验结果表明，系统能够实现轨迹的动态特性，同时空气阻力的影响也与理论相符，可以得到有用测试数据。关键词：飞行轨迹；捷联式惯性导航系统；仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：ADesignandImplementationofFlightTrackSimulationSystemFENGWei—rong，WANGJun—pu，TIANWei—feng(Navigationandcontrolinstitute，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)ABSTRACT：Itisdifficult

3、togettherealflighttrackandtheflightdatainstrapdowninertialnavigationsystem(SINS)softwaretesting．ThispaperdesignedamethodofemulationflighttrackbasedonLabVIEWplatform．Ac-cordingtObattleplan’Spracticalflighttrack，thismethodmodularizedthevarioustypicalflightmovementstoindividu—alparts．thencombinedthe

4、mrandomlytoaflighttrack鹪neededforreal—timeemulationtest．Allthemodelsbasedgeometryalgorithminordertoreducetheerror，thendisplayedrelatedflighttrackdatadynamically．Theauthorarm-lyzedtheinfluenceofairresistanceontheflighttrack，thencompareditwiththeidealemulationflighttrack，andgotanerrorcurve．Theexper

5、imentalresultsshowedthatthisplatformachievedthesimulationandtheinfluenceofairre-sistanceisconsistentwltbthetheorem．KEYWORDS：FlightTrack；SINS；Simulationl引言捷联式惯性导航系统的诸多优点，使其成为一种在航空航海航大领域中被广泛使用的主要导航方法。由于现实中很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据，而各类导航系统软硬件性能测试验证又必须要有色行轨迹数据和惯性器件的输出参数，因『面匕行轨迹的仿真对软件测试就显得尤为重要。目前，大部分飞行轨迹的仿真都是

6、基于脚本式编程环境，缺少交互式建模环境，基于LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)进行设计，有效地弥补了这方面的不足，它是一种图形化的编程语言的开发环境，相比传统的编程环境，LabVlEW的核心是结构化的数据流图，收稿日期：2009—10—26修回日期：2009—11-07这使得它在建立并行机制时，不必像C／C++和BASIC那样依赖对操作系统的库函数调用来实现161。同以往的设计思想不同的是，这里的飞行过程建模更多的是采用几何算法而非差分解算，从而避免了冈微积分而带来的误差。同时，建立了误差模型，即在仿真时考虑r

7、空气阻力的影响，对阻力进行分析建模。最后，利用该系统平台的对比功能，对加入阻力后的误差模型与理想模型进行了比较。2飞机航迹仿真系统的理论基础仿真就是通过建立实际系统模型并利用所见模型对实际系统进行实验研究的过程。这里的毪机航迹仿真系统，就是基于LabVIEW虚拟仪器平台，模拟出飞机的运动过程，并输出飞机在每一时刻的飞行姿态数据和飞行轨迹数据。并将所得的数据，与实际的陀螺仪和加速度计产生的数据进行对比分析，从而达到评估的目的。考虑到仿