Spirent SimINERTIAL — решение для тестирования интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем

Эффективный подход к тестированию

Тестирование инерциального навигационного датчика — это сама по себе непростая задача даже без учета интеграции с приемником GPS. Линейные и угловые датчики обычно испытываются по отдельности с помощью центрифуг и поворотных столов, вращающихся с заданной угловой скоростью. В некоторой степени инерциально-спутниковые навигационные системы можно тестировать с помощью поворотных столов, позволяющих воспроизвести эффект плеча рычага, но для полного тестирования такой системы обычно требуются дорогостоящие и довольно длительные полевые испытания на подходящей движущейся транспортной платформе.

Достойной альтернативной полевым испытаниям инерциально-спутниковой навигационной системы является ее тестирование с помощью имитатора сигналов GPS типа Spirent GSS9000 и эмуляции (в реальном масштабе времени) сигналов инерциальных датчиков, когерентно генерируемых в точном соответствии с имитируемой траекторией движения транспортного средства. Типичные негативные характеристики инерциального датчика, включая смещение и дрейф, могут быть представлены в виде модели ошибок датчика, используемой в соответствии с имитируемым движением с учетом заданных пользователем подходящих коэффициентов. При тестировании только инерциальной навигации обычно требуется ввести опорную высоту, что может быть выполнено с помощью подачи информации о давлении (характеризующем высоту).

Основное достоинство данного подхода к тестированию заключается в том, что предназначенные для навигационных алгоритмов входные данные в виде результатов измерений псевдодальности, выполненных тестируемым приемником GPS, и выдаваемых инерциальными датчиками значений ΔV и ΔΘ управляются пользователем в лаборатории и являются хорошо повторяемыми. Это дает возможность оптимизировать и отлаживать навигационные алгоритмы для многочисленных вариантов применения навигационной системы.

В случае встраивания гибридных навигационных датчиков в единое устройство (как это сделано в продуктах LN-100 и H-764G компаний Northrop Grumman и Honeywell соответственно) производитель обычно реализует тестовый входной порт для ввода эмулируемых потоков данных датчиков, направляемых в обход физических датчиков в тестируемом устройстве.

Для тестирования инерциально-спутниковых систем, в которых инерциальное измерительное устройство (Inertial Measurement Unit, IMU) и приемник GPS являются физически отдельными блоками, нужно заменить IMU эмулированным потоком данных инерциального датчика, соответствующим выходному интерфейсу IMU (как правило, это последовательный интерфейс RS422).

Решение Spirent

Имитатор ГНСС GSS9000 работает с управляющим и моделирующим ПО SimGEN, которое предназначено для создания сценариев имитации и управления тестированием. Это гибкое и простое в использовании средство снабжено полным набором функций генерации траекторий. Оно поддерживает тестирование с имитационным моделированием аппаратного окружения тестируемой системы и получением (из внешнего источника) информации о движении транспортного средства в реальном масштабе времени.

Решение SimINERTIAL основано на ПК, оборудованным нужным заказчику интерфейсом передачи данных. SimINERTIAL получает поток данных о имитируемом движении от ПО SimGEN по сети Ethernet. Эти данные SimINERTIAL транслирует в потоки данных реального времени с форматом данных и скоростью их передачи, подходящими для тестируемого устройства.

Решение SimINERTIAL снабжено полностью конфигурируемыми пользователем средствами моделирования ошибок датчиков. Выпускается ряд вариантов SimINERTIAL, поддерживающих различные популярные форматы данных инерциальных датчиков. Все варианты SimINERTIAL соответствуют одной и той же базовой конфигурации испытательного стенда (см. рисунок).

SimINERTIAL выводит сгенерированные значения барометрической высоты через плату MIL-STD-1553B, установленную в контроллер с ПО SimGEN.

Отслеживание данных тестируемого устройства обычно проводится через пользовательский контрольно-измерительный интерфейс. Для выполнения базовых функций управления и отображения также можно использовать дополнительный продукт SimDATA, который может быть заказан с интерфейсами 1553B или RS422.

Архитектура SimINERTIAL легко адаптируется к имитации широкого набора инерциальных датчиков.

Технические характеристики

• Тестируемые инерциально-спутниковые системы:
• H-764G, SIGI и NAV100 IMU компании Honeywell (стыкуются через фирменную плату ISRS2 компании Honeywell);
• LN-100G, LN-250, LN-251 и LN-260 корпорации Northrop Grumman (подключаются через входящую в комплект поставки плату RS422).
• Эмулируемые IMU:
• HG-1700, HG-1900 и HG-9900 компании Honeywell;
• LN-200 корпорации Northrop Grumman;
• SilMUO2 и SiNAV02 фирмы AIS;
• совместимые с AMRAAM и NATO STANAG 4572.

наверх