仿真飞行轨迹的设计及应用

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1、仿真飞行轨迹的设计及应用徐景硕等2012年3月第43卷第1期(总第147期)仿真飞行轨迹的设计及应用徐景硕，秦浩，高扬，李笔锋（海军航空工程学院青岛分院，青岛266041）[摘要]由于全面真实的飞行轨迹数据很难获取，而捷联惯导系统性能测试又必须要有飞行轨迹数据和惯性器件的输出作为基础，为此，介绍了一种仿真飞行轨迹的设计方法，将飞机飞行过程分解为若干基本运动状态，并建立了相应的模型，可根据实际需要组合各种基本运动状态构成一条完整的飞行轨迹。据此设计了一条仿真飞行轨迹并对该轨迹进行了应用仿真。结果表明，此法

2、不仅能够较好地模拟飞机的实际飞行状态，更能有效地测试捷联惯导算法的精确性和可靠性，应用效果令人满意。[关键词]飞行轨迹；捷联惯导系统；龙格库塔；性能测试[中图分类号]V217+.4[文献标识码]A[文章编号]1006-141X（2012）01-0025-05DesignandApplicationofSimulationFlightTrajectoryXUJing-shuo,QINHao,GAOYang,LIBi-feng(QingdaoBranchofNavalAeronauticalEngineer

3、ingInstitute,Qingdao266041,China)Abstract:Comprehensiveandactualflighttrajectorydataisdifficulttoobtain,whilethecapabilitytestoftheStrap-downinertialnavigationsystemneedthesedata.Therefore,asimulationalgorithmoftrajectoryispresented,whichdividesflighttra

4、jectoryintoseveralbasicmovementconditionsandtheirrespectivemodelsarebuilt.Accordingtothepracticalcondition,thebasicconditionscanbecombinedrandomlytoformanintegratedflighttrajectory.Basedonthismethod,asimulationtrackisdesigned,andthenthetrackperformanceis

5、simulatedinapplication.Theresultsshowthatthedesignmethodcannotonlysimulatetheactualflightstateofaircraftbetterbutalsotesttheaccuracyandthereliabilityofstrap-downinertialnavigationalgorithmeffectively.Theapplicationeffectofthemethodissatisfactory.Keywords

6、:flighttrajectory;SINS;Runge_Kutta;performancetest迹，进而获得惯性器件输出数据成为捷联惯导仿真1引言的重要组成部分。文章介绍了一种仿真飞行轨迹的对机载捷联惯导算法的设计、研究是以惯性器设计方法，可自由组合各种动作构成所需的飞行轨件（陀螺和加速度计）的实时输出数据为基础，获迹，并将其输出作为捷联惯导系统软件的输入进行得惯性器件数据的最直接方法是现场记录，但此方仿真，得到相应的误差曲线，证明了此法的可行性法极易受到人为因素、环境因素和传感器本身性能和有效性。

7、因素的影响，不利于算法的调试、分析和评价。因2常用坐标系及其变换关系此，设计能够较为真实反映实际运动状态的飞行航25March2012Vol.43No.1(serialNo.147)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY为了便于对轨迹描述，除了参考文献[1]和[2]yh轴是ym轴在水平面内的投影，v轴与xh、yh构介绍的地理坐标系、导航坐标系和载体坐标系外，成右手定则且垂直向上。这里再定义两种坐标系：设为航向角，为俯仰角，为横滚角，导（1）轨迹坐标系m：用oxyz表示，x轴mmmm航

8、坐标系n（东北天）、载体坐标系b（右前上）、水平向右，ym轴与轨迹相切指向轨迹前进的方向，轨迹坐标系m和轨迹水平坐标系h之间的转换关zm轴与xm、ym轴构成右手定则；系：n系绕zn轴转角得h系，h系绕xh轴转角（2）轨迹水平坐标系h：用oxyzhhh表示，h得m系，m系绕ym轴转角得b系。所以轨迹坐系是m系在水平面内的投影，x轴与x轴重合，标系到导航坐标系的转换矩阵为：hmcoscossinsinsinnCCC