捷联式惯性导航系统仿真平台的设计与实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

捷联式惯性导航系统（sins）作为一种自主式导航技术，在航空航天、航海、陆地车辆等领域得到了广泛应用。

它利用安装在运载体上的惯性传感器（陀螺仪和加速度计）测量运载体的角速度和加速度，并通过积分运算得到运载体的姿态、速度和位置信息。

与传统的平台式惯导系统相比，sins具有体积小、重量轻、成本低等优点，但也存在误差累积快、对传感器精度要求高等问题。

2. 本选题国内外研究状况综述

随着计算机技术和仿真技术的快速发展，sins仿真技术也取得了显著进步。

国内外学者在sins仿真平台的构建、误差建模、算法优化等方面进行了大量的研究工作，并取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题的主要研究内容是设计和实现一个捷联式惯性导航系统仿真平台，用于模拟sins在不同条件下的工作情况，并对其性能进行评估。

具体包括以下几个方面：1.捷联惯导系统数学模型的建立:研究sins的基本原理和误差模型，推导捷联惯导系统的数学模型，包括姿态、速度和位置的解算方程，为仿真平台的开发奠定理论基础。

2.仿真平台软件的设计与实现:设计sins仿真平台的软件架构，包括惯性传感器仿真模块、导航解算模块、运动轨迹生成模块、图形显示与人机交互模块等。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、软件设计和仿真实验相结合的方法，具体步骤如下：1.理论学习阶段:深入学习捷联式惯性导航系统的基本原理、数学模型、误差模型以及仿真技术，阅读相关文献，掌握sins仿真平台的设计方法和实现技术。

2.需求分析与系统设计阶段:分析sins仿真平台的功能需求和性能需求，设计仿真平台的总体架构、模块划分以及数据库设计，确定仿真平台的开发环境和工具。

3.仿真平台开发阶段:根据系统设计方案，进行sins仿真平台的软件编码和调试工作，实现惯性传感器仿真、导航解算、运动轨迹生成、图形显示与人机交互等功能模块，并进行模块测试，确保其功能正常。

5. 研究的创新点

本课题的研究将在以下几个方面进行创新：1.高精度仿真模型:将采用高精度数值积分算法和误差补偿技术，建立高精度sins仿真模型，提高仿真精度和可靠性，能够更真实地模拟sins的实际工作过程。

2.可扩展的软件架构:采用模块化设计思想，构建可扩展的sins仿真平台软件架构，方便用户根据实际需求进行功能扩展和升级。

3.友好的用户界面:设计直观、易用的图形界面，方便用户进行参数设置、仿真控制和结果分析。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 秦永元. 惯性导航[m]. 北京: 科学出版社, 2018.

[2] 严恭慈, 翁浚. 捷联式惯性导航系统[m]. 北京: 国防工业出版社, 2019.

[3] 刘建业, 熊辉. 捷联惯性导航系统原理[m]. 西安: 西北工业大学出版社, 2017.