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基于虚拟仪器技术的捷联惯性导航系统仿真研究的开题报告

一、选题背景及意义

捷联惯性导航系统（InertialNavigationSystem,INS）是一种利用陀螺仪和加速度计等惯性元件测量飞行器的加速度和转角变化，并将测得的数据进行运算，实现对飞行器空间位置状态的估计与预测的导航系统。在航空、航天、海洋等领域具有广泛的应用。

基于虚拟仪器技术的捷联惯性导航系统仿真研究，旨在利用计算机仿真技术，实现对捷联惯性导航系统的有效建模、仿真和性能评估，为深入研究INS系统的工作原理、性能优化以及弥补真实测试的不足提供参考。

二、研究内容和目标

本文将采用虚拟仪器技术建立INS系统的仿真平台，实现对INS系统的建模、仿真和性能评估。主要研究内容包括以下几个方面：

1.INS系统的理论模型建立：在深入分析INS系统原理和工作特点的基础上，建立捷联惯性导航系统的理论模型，以实现对系统性能的定量描述和仿真。

2.INS系统的虚拟仿真平台实现：采用LabVIEW等虚拟仪器软件，将INS系统理论模型转化为仿真模型，并设计人机交互界面，实现对INS系统的虚拟仿真。

3.INS系统的性能评估与优化：通过对虚拟仿真平台运行结果的分析与比较，评估INS系统的性能指标，分析性能不良的原因，提出优化方案，最终实现对系统性能的提高。

研究目标：

1.建立捷联惯性导航系统的理论模型，推导出系统各项性能指标的计算方法。

2.实现INS系统仿真平台的开发，并设计人机交互界面，方便用户进行参数设置和仿真结果的查看。

3.通过虚拟仿真实验，对INS系统的性能进行全面评估，在实验结果的基础上，提出性能优化方案，明确提高系统性能的途径和方法。

三、研究方法

本文主要采用以下方法：

1.理论研究：对捷联惯性导航系统的基本原理和工作流程进行深入分析，建立系统的理论模型，并推导出系统各项性能指标的计算方法。

2.虚拟仿真：采用LabVIEW等虚拟仪器软件，将建立的理论模型转化为仿真模型，并设计交互界面，实现对INS系统的虚拟仿真。

3.性能评估：通过对虚拟仿真平台运行结果的分析与比较，评估INS系统的各项性能指标，分析性能不良的原因，提出优化方案。

四、预期成果和意义

本文的预期成果包括以下几个方面：

1.捷联惯性导航系统的理论模型建立，并推导出各项性能指标的计算方法。

2.INS系统的虚拟仿真平台的开发，实现对系统的虚拟仿真。

3.通过虚拟仿真实验，对INS系统的性能进行全面评估，并优化系统性能。

本研究的意义在于：

1.探究虚拟仪器技术在捷联惯性导航系统仿真方面的应用，提高了INS系统性能评估的准确性和效率。

2.基于虚拟仪器技术建立的INS系统仿真平台，可作为实验教学和科学研究的工具与资源，丰富实验和研究手段。

3.优化INS系统的性能，提高系统的精度和稳定性，为捷联惯性导航系统的进一步发展提供理论和技术支持。