基于Qt平台的惯导对准模拟仿真系统的设计与实现

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1、分类号：密级：__________ＵＤＣ：编号：__________工学硕士学位论文基于Qt平台的惯导对准模拟仿真系统的设计与实现硕士研究生：王星指导教师：徐博副教授学科、专业：控制科学与工程论文主审人：陈广副研究员哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：__________ＵＤＣ：编号：__________工学硕士学位论文基于Qt平台的惯导对准模拟仿真系统的设计与实现硕士研究生：王星指导教师：徐博副教授学位级别：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：哈尔滨工程大学论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U.

2、D.C：ADissertationfortheDegreeofMasterDesignandImplementationofInertialNavigationAlignmentSimulationSystemBasedonQtPlatformCandidate：WangXingSupervisor：XuBoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringEngineeringField：Control,ScienceandTechnologyDateofSubmission：January,2018DateofOralExamination：May,

3、2018University：HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大

4、学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日摘要捷联惯性导航系统对准算法设计以及性能测试需要大量的实验数据，然而以实物作为基础进行测试势必将会导致系统开发周

5、期过长、成本增加。所以，惯导对准仿真模拟系统的设计是一个热门课题，仿真实验成为验证惯导对准的热门方法。为了给仿真平台中惯导对准实验提供技术支撑，本论文开展基于Qt平台的惯导对准仿真系统的设计研究，主要内容如下：首先，针对捷联惯性导航系统的工作原理进行阐述，根据实际功能的需求及系统平台的设计原则，进行仿真平台研究方案的设计。基于实际惯导对准工作中当GPS失效，及惯导系统长期工作精确度会有所下降考虑，启用母舰上的SAR进行惯导对准。本文使用外部信息合成孔径雷达（SAR）辅助惯导对准，以飞行器运载体导航对准系统为研究对象，实现惯导对准算法。其次，为了能够满足系统在不同运动轨迹下的仿真要求，本文分析

6、了飞行器不同运动方式的数学特性，通过设计运动轨迹发生器生成了载体的运动轨迹，并得到与轨迹相对应的惯导模拟数据，为惯导对准的仿真研究提供了数据来源。还针对飞行器运载体运动轨迹模块在叠加过程中，由于参数突变导致的惯性器件输出信息误差较大的问题，本文提出相邻模块的边界条件方法提高数据精度，实现了模块衔接过程中的平滑运动，并通过仿真对该方法的有效性进行了验证。再次，根据模块化、对象化的设计思想，本文对仿真系统的功能和性能进行分析，并基于C++编程语言实现仿真界面设计，包括运动模块、导航信息的实时显示和曲线绘制模块、仿真验证模块、数据存储等诸多功能模块，完成仿真系统平台的整个搭建过程。在传统纯数字仿真

7、基础上，本文利用建模软件3DSMAX构建运载体模型，使用图形库OpenGL将三维模型导入Qt平台，完成对运载体模型纹理色泽的渲染绘制及其运动方式的控制，实现惯导对准仿真系统中的三维视景显示。最后，针对惯导对准算法进行性能分析和验证，为了使仿真数据能够和三维视景显示实时的对应，数据的传递采用SIGNAL机制实现实时传输，然后对惯导对准系统在不同运动条件下的进行了仿真实验，进而验证了惯导对准模拟仿真系统的准确性和