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舰载捷联惯性导航系统平台虚拟仿真实验环境设计与实现
| 论文题名： | 舰载捷联惯性导航系统平台虚拟仿真实验环境设计与实现 |
| 关键词： | 捷联惯导;视景仿真;舰艇运动;虚拟仿真;环境设计;虚拟现实 |
| 摘要： | 随着在新世纪中信息科技与半导体技术的不断发展提高，虚拟现实技术愈加广泛的应用于科技研发、工业生产、民众生活中，目前成功使用在环境仿真、3D游戏、军事战争推演、各种载具的模拟驾驶、建筑设计仿真、景观漫游等诸多项目，并继续向更新的领域前进。 我国的边界问题是相当复杂的，其中主要的因素是与我国有领土接壤的周边国家数量上非常多。自上世纪九十年代以来，和平发展的道路受到了严重的阻碍。南海争端不断加剧，作为舰艇上的主要导航装备，惯性导航设备研究与发展至关重要。 为了有利于新一代舰载捷联惯性导航系统的研究与仿真，本课题利用了虚拟现实技术来展示船体所处的运动状态以及其所处的三维环境，如有需要更可以展示舰艇编队的实时队形。通过对该平台内的多种参数进行设置，例如修改元器件参数、运动设定等，该仿真平台即可展示舰艇处于多种海洋环境下的运动情况，同时产生相应的惯性元器件脉冲输出值，并通过该仿真输出值进行导航算法解算得到解算信息。此虚拟仿真平台的创新之处在于采用了虚拟仿真技术，因此搭建需要依托一套良好的虚拟现实技术制作软件，根据课题建立的初衷和特点，以及实验室内的技术环境，在此选择了技术相对成熟，应用较为广泛的Creator建模软件和Vega三维视景仿真工具，这两款软件均来自于Multigen Paradigm公司，使得两者配合起来有非常好的兼容性，操作简便。 在具体工作上，首先通过上述建模软件以及Vega视景仿真技术接口，构建了舰艇载体与虚拟海洋环境，以及对实时仿真与模型控制进行了较为充分的研究。其次对惯导系统内惯性元器件的参数设计了一系列的标定测试方法并对标定结果的准确性进行了分析，再次对惯性元器件在舰艇各个状态下的输出数据进行了理论研究，编写了相应的模拟数据发生器，该数据发生器的输入数据源自舰艇的运动模拟器输出。与此同时在工作中对惯导解算算法也同样进行了编写。然后文章研究了舰艇在多种运动及海洋状态下的摇摆模型，以此为虚拟平台创建了运动模拟器，并为其提供了较好的理论支持。最终将之前的工作成果进行了整合，制作了该仿真平台，达到了预期的任务目的。 |
| 作者： | 房希睿 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 高伟;印士波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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