惯性导航系统
惯性导航系统

目录1.惯性导航系统的概念 (2)2.惯导系统的发展历史及发展趋势 (3)惯性导航系统的发展 (3)我国的惯性导航系统 (5)捷联惯导系统现状及发展趋势 (6)3.惯性导航系统的组成 (10)4、惯性导航系统的工作原理 (14)5、惯性导航系统的功能 (18)6、惯性导航系统的服务模式与应用模式 (20)7、惯性导航系统当前的应用情况 (21)8、惯性导航系统的特点 (23)系统的主要优点 (23)系统的主要缺点 (24)9、惯性导航系统给我们的启示 (24)惯性导航系统一、惯性导航系统的概念什么是惯性导航或惯性制导呢?惯性导航系统(INS)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。
在给定的运动初始条件(初始地理坐标和初始速度)下,利用惯性敏感元件测量飞机相对惯性空间的线运动和角运动参数,用计算机推算出飞机的速度、位置和姿态等参数,从而引导飞机航行。
推算的方法是在运载体上安装加速度计,经过计算(一次积分和二次积分),从而求得运动轨道(载体的运动速度和距离),进而进行导航。
在运载体上安装加速度计,用它来敏感、测量运载体运动的加速度,经过计算(一次积分和二次积分),从而求得运动轨道(运载体运动的速度和距离),并且产生对运载体运动所需要的控制信号,控制运载体按要求弹道运动,称为惯性制导。
这就是说,惯性制导是对运载体进行测量和控制,使其沿预定的轨道运动。
作为一种自主式的导航方法,惯性导航是完全依靠载体上的设备自主地确定出载体的航向、位置、姿态、和速度等导航参数。
并不需要外界任何的光、电、磁参数。
因此,惯性导航系统具有隐蔽性好、全天候工作能力等独特优点。
对飞行器、舰船和地面移动载体(特别是用于军事目的)等尤为重要。
所以在近三十年来,在航空、航天、航海、交通和大地测量中惯性导航系统都得到了广泛的应用。
近今年来由于捷联技术在惯导系统中的应用为惯导系统在民用领域中的应用和发展开辟了更广阔的前景。
《惯性导航系统快速传递对准技术》记录

《惯性导航系统快速传递对准技术》阅读笔记1. 惯性导航系统快速传递对准技术概述惯性导航系统(Inertial Navigation System,简称INS)是一种利用陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器实时测量物体的角速度、加速度和磁场等信息,从而计算出物体的位置、速度和姿态等参数的导航系统。
在军事、航空、海洋、航天等领域,惯导系统具有重要的应用价值。
由于大气层扰动、地球自转引起的误差等因素,惯导系统在实际应用中可能会出现较大的误差。
为了提高惯导系统的精度和稳定性,快速传递对准技术应运而生。
快速传递对准技术是指通过一种特殊的方法,使惯导系统中的参考站与待测站之间的相对位置发生变化,从而实现对惯导系统参数的修正。
这种方法具有操作简便、效率高、精度高等优点,可以有效地减小惯导系统误差,提高导航精度。
快速传递对准技术已经广泛应用于各类惯导系统,如地面空中水下空间惯导系统等。
1.1 研究背景与意义随着科技的飞速发展,惯性导航系统(INS)在各种领域的应用越来越广泛,如航空航天、自动驾驶汽车、机器人等。
惯性导航系统的主要功能是通过陀螺仪和加速度计等惯性测量器件来测量和计算物体在空间中的位置和运动状态。
由于惯性导航系统的自主性较强,且会受到各种环境因素如温度、振动等的影响,使得其初始对准时间较长,精度受到一定程度的影响。
如何提高惯性导航系统的快速传递对准技术,缩短对准时间,提高对准精度,成为了当前研究的热点问题。
快速传递对准技术的提高对于提高惯性导航系统的性能具有重要意义。
它可以有效地缩短系统的初始对准时间,提高系统的快速反应能力。
这对于一些需要快速响应的应用场景,如军事机动、灾难救援等,具有重要的实用价值。
快速传递对准技术可以提高系统的定位精度和导航精度,这对于提高导航系统的可靠性和稳定性至关重要。
随着科技的发展,惯性导航系统正朝着更高精度、更高集成度的方向发展。
研究和发展快速传递对准技术,对于推动惯性导航系统的技术进步和产业升级具有深远的意义。
《惯性导航系统》课件

软件温度补偿
通过算法对温度变化引起的误差进 行估计和补偿,提高导航精度。
混合温度补偿
结合硬件和软件温度补偿的优势, 进一步提高导航精度。
05
惯性导航系统发展现状与 趋势
国内外研究现状
国内研究现状
国内在惯性导航系统领域的研究起步较晚,但近年来发展迅速,取得了一系列重要成果。国内的研究 主要集中在技术研发、系统集成和实际应用等方面,涉及的领域包括航空、航天、航海、机器人等。
陀螺仪的精度和稳定性对惯性导航系 统的性能有着至关重要的影响。
它通过高速旋转的陀螺仪能够感知方 向的变化,并将这些变化转化为电信 号,以供其他组件使用。
不同类型的陀螺仪(如机械陀螺仪、 光纤陀螺仪、激光陀螺仪等)具有不 同的特点和应用场景。
加速度计
01
加速度计用于测量物体在惯性参 考系下的加速度。
动态调整初始对准过程中的参数。
动态误差与扰动误差
要点一
动态误差与扰动误差
在动态环境下,惯性导航系统会受到各种扰动因素的影响 ,如车辆颠簸、气流扰动等。这些扰动因素会导致系统输 出数据出现偏差,从而影响导航精度。为了减小这些误差 ,可以采用多种技术手段,如滤波算法、卡尔曼滤波等。
要点二
卡尔曼滤波
卡尔曼滤波是一种基于状态方程和观测方程的递归滤波算 法,可以对系统状态进行最优估计。通过将卡尔曼滤波算 法应用于惯性导航系统中,可以有效减小由于动态环境和 扰动因素引起的误差。此外,还可以采用其他先进的滤波 算法,如扩展卡尔曼滤波、粒子滤波等,根据实际情况选 择最适合的算法来减小动态误差与扰动误差。
案例分析:无人机导航系统
案例背景介绍
介绍无人机导航系统的应用场景和需求,阐述其重要性和挑战。
惯性导航系统如何借助物理原理找到正确的方向

惯性导航系统如何借助物理原理找到正确的方向惯性导航系统是一种利用物理原理来确定正确方向的导航系统。
它主要依靠惯性传感器来测量导航系统的加速度和角速度,从而实现航向、位置和速度的准确计算。
本文将介绍惯性导航系统的原理以及它是如何借助物理原理找到正确的方向的。
一、惯性导航系统的工作原理惯性导航系统是基于牛顿第一定律的惯性原理工作的。
牛顿第一定律也被称为惯性定律,它表明物体在不受力的作用下将保持静止或匀速直线运动。
惯性导航系统利用这一原理,通过测量导航系统的加速度和角速度来计算位置和速度。
惯性导航系统主要包括三个核心组件:加速度计、陀螺仪和计算单元。
加速度计用于测量系统的加速度,陀螺仪用于测量系统的角速度,而计算单元则用于处理传感器的输出并计算位置和速度。
加速度计通过测量系统的加速度来确定系统的运动状态。
它基于牛顿第二定律,利用加速度与力的关系进行测量。
加速度计可以感知系统的线性加速度,并将测量结果传递给计算单元进行处理。
陀螺仪则通过测量系统的角速度来确定系统的旋转状况。
它基于角动量守恒定律,利用角速度与力矩的关系进行测量。
陀螺仪可以感知系统的角速度,并将测量结果传递给计算单元进行处理。
计算单元是惯性导航系统的核心部分,它接收加速度计和陀螺仪的输出,并进行复杂的计算以确定位置和速度。
计算单元会根据测量到的加速度和角速度对系统的运动状态进行积分处理,从而得到位置和速度的准确数值。
二、物理原理在惯性导航系统中的应用物理原理在惯性导航系统中扮演了重要的角色。
首先,惯性导航系统利用牛顿第一定律和角动量守恒定律来解决航向、位置和速度的计算问题。
这些定律是基于数学和物理原理的深度研究得出的,确保了导航系统的准确性和可靠性。
其次,惯性导航系统依赖惯性传感器来感知系统的加速度和角速度。
加速度计和陀螺仪作为惯性传感器,利用物理原理测量加速度和角速度的变化。
它们通过多个微小的物理过程,如斥力、角动量和振动等,来转化为可供系统理解和计算的电信号。
惯导实习报告

一、前言惯性导航系统(Inertial Navigation System,简称INS)是一种基于物体自身运动状态进行导航定位的系统。
在军事、民用等领域具有广泛的应用。
为了深入了解惯导系统的原理和应用,我们于近期进行了惯导实习。
以下是对本次实习的总结和报告。
二、实习目的1. 了解惯性导航系统的基本原理和组成;2. 掌握惯导系统的安装、调试和操作方法;3. 通过实际操作,提高动手能力和解决实际问题的能力;4. 为今后从事相关领域的工作奠定基础。
三、实习内容1. 惯性导航系统原理(1)惯性导航系统概述惯性导航系统是利用物体惯性原理进行导航定位的一种系统。
它通过测量物体运动过程中的加速度、速度和位置等参数,实时计算出物体的运动轨迹和位置。
(2)惯性导航系统组成惯性导航系统主要由惯性测量单元(IMU)、数据处理单元和显示单元组成。
2. 惯导系统安装与调试(1)安装将惯导系统按照说明书要求安装到试验平台上,确保安装牢固。
(2)调试连接电源和通信线,启动系统,进行自检。
检查各部件工作状态,确保系统正常运行。
3. 惯导系统操作(1)启动系统按下启动按钮,系统开始工作。
(2)输入初始数据输入起始位置、速度和航向等初始数据。
(3)实时监测观察系统实时显示的加速度、速度和位置等信息,分析系统工作状态。
(4)数据记录记录实验过程中各参数的变化情况,为后续分析提供依据。
四、实习总结1. 通过本次实习,我们掌握了惯性导航系统的基本原理和组成,了解了惯导系统的安装、调试和操作方法。
2. 在实际操作过程中,我们遇到了一些问题,如系统不稳定、数据误差等。
通过查阅资料和请教指导老师,我们找到了解决问题的方法,提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
3. 本次实习使我们认识到,惯性导航系统在实际应用中具有重要意义,为今后从事相关领域的工作打下了基础。
五、心得体会1. 实习过程中,我们充分认识到理论知识与实际操作相结合的重要性。
只有将所学知识运用到实际工作中,才能更好地提高自己的能力。
惯性导航系统如何在没有GPS的情况下定位

惯性导航系统如何在没有GPS的情况下定位惯性导航系统是一种利用陀螺仪和加速度计等惯性测量单元(IMU)进行导航定位的技术。
与依赖卫星的全球定位系统(GPS)不同,惯性导航系统独立于外部信号源,可以在没有GPS信号的情况下实现定位和导航。
本文将介绍惯性导航系统在GPS不可用情况下的定位原理和应用。
一、惯性导航系统概述惯性导航系统是一种利用物体运动中的惯性原理进行导航的系统。
通常由陀螺仪和加速度计等组件构成,通过测量物体的角速度和加速度,结合初始状态的参考值,计算出物体在空间中的位置、速度和方向等导航参数。
二、惯性导航系统定位原理惯性导航系统的定位原理基于物体运动的惯性特性。
当物体运动时,陀螺仪可以测量物体的角速度,而加速度计可以测量物体的加速度。
结合初始状态的参考值,可以通过积分计算出物体相对于初始位置的运动轨迹。
同时,在运动过程中,通过不断更新采集到的角速度和加速度数据,可以对位置、速度和方向等导航参数进行连续修正。
三、惯性导航系统误差问题惯性导航系统在实际使用中存在一定的误差问题。
主要包括陀螺仪的漂移误差和加速度计的积分漂移误差。
陀螺仪的漂移误差会导致角速度的测量值逐渐偏离真实值,从而影响导航结果的准确性。
加速度计的积分漂移误差会导致位置误差的不断累积。
为了解决这些误差问题,惯性导航系统通常需要与其他导航系统(如GPS)进行组合使用,通过传感器融合技术进行自校准和误差补偿。
四、惯性导航系统应用领域惯性导航系统在很多领域都有广泛的应用,特别是在没有GPS信号或者GPS信号不稳定的环境下。
下面列举几个应用领域:1. 航空航天:惯性导航系统被广泛应用于飞机、导弹、卫星等空中航行器中,能够为飞行器提供准确的导航和姿态信息。
2. 海洋航行:惯性导航系统可以在船只、船舰等航行载体中使用,提供准确的航迹跟踪和位置定位。
3. 无人驾驶车辆:惯性导航系统在无人驾驶领域具有重要作用,可以为无人驾驶车辆提供精确的位置和姿态信息,实现自主导航和控制。
惯性导航系统

惯性导航系统导航系统在现代社会中扮演着至关重要的角色,无论是在陆地、海上还是空中,人们都依赖于导航系统来确定位置、规划航线和安全导航。
而在导航系统中,惯性导航系统被广泛运用,它以其独特的技术和功能在各个领域中发挥重要作用。
一、惯性导航系统的基本原理惯性导航系统是一种不依赖于外部参考的导航系统,它依靠惯性传感器实现位置和速度的确定。
惯性导航系统由三个基本部分组成:陀螺仪和加速度计以及计算单元。
陀螺仪用于测量角速度,而加速度计用于测量线加速度。
通过对这些测量数据进行积分和计算,惯性导航系统能够提供准确的位置、速度和航向信息。
二、惯性导航系统的优势相比于其他导航系统,惯性导航系统具有许多独特的优势。
首先,惯性导航系统没有对外部环境的依赖,可以在任何环境和天气条件下工作。
这使得它在航空、航海和军事领域中得到广泛应用,尤其是在恶劣的气候和极地环境下。
其次,惯性导航系统具有高精度和快速响应的特点,能够提供准确的位置和速度信息,对导航的实时性要求高的场景非常有优势。
此外,惯性导航系统体积小、质量轻,对设备和空间要求相对较低,便于安装和集成。
三、惯性导航系统的应用领域惯性导航系统在航空、航海和军事领域中得到广泛应用。
在航空领域,飞机上配备了惯性导航系统可以实时获取飞机的位置、速度和姿态信息,为飞行员提供准确的导航指引。
航海领域中,惯性导航系统可以帮助船舶确定位置和航向,提供给船员准确的航行信息。
而在军事领域中,惯性导航系统则被用于导弹、导航、战斗机和潜艇等武器装备中,帮助军事行动实现精确和长程的导航目标。
四、惯性导航系统的未来发展随着科技的不断进步,惯性导航系统也在不断演进和改进。
传统的惯性导航系统依靠陀螺仪和加速度计进行姿态测量,虽然具有高精度和可靠性,但体积较大、制造和维护成本较高。
近年来,光纤陀螺仪和微机电系统(MEMS)等新技术的应用,使得惯性导航系统体积更小、成本更低,且具备相当的准确度。
此外,惯性导航系统与全球定位系统(GPS)等导航系统的融合也越来越广泛,通过多传感器的数据融合,提高导航系统的可用性和鲁棒性。
惯性导航系统概论惯性导航

惯性导航系统概论惯性导航惯性导航系统(Inertial Navigation System,简称INS)是一种利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器,通过测量物体的加速度和角速度来推导出物体的位置、方向和速度的导航系统。
与传统的基于外部引导信号的导航系统相比,惯性导航具有独立、快速响应和高精度等优点,因此在航空航天、船舶、火箭、导弹等领域得到广泛应用。
传感器部分是惯性导航系统的输入部分,主要由陀螺仪和加速度计两种惯性传感器组成。
陀螺仪用于测量物体的角速度,加速度计用于测量物体的线加速度。
陀螺仪通常有旋转式陀螺仪和光纤陀螺仪两种类型,光纤陀螺仪具有高精度和长寿命等优点。
加速度计常用的有压电式加速度计和微机械加速度计等。
计算部分是惯性导航系统的核心部分,主要包括运动方程、数值积分和误差补偿三个模块。
在运动方程模块中,根据牛顿第二定律和角动量守恒定律,建立物体的运动方程。
在数值积分模块中,对加速度和角速度数据进行积分,得到物体的速度和位移。
在误差补偿模块中,对传感器测量误差进行补偿,提高导航系统的精度和稳定性。
惯性导航系统的工作过程可以简单描述为:系统首先将初始位置和方向输入,并根据运动方程和数值积分推导出物体的速度和位移。
然后,系统利用传感器测量物体的加速度和角速度,并进行误差补偿,对上一时刻的位置和方向进行更新。
通过不断重复上述步骤,惯性导航系统能够实时更新物体的位置、方向和速度信息。
惯性导航系统具有许多优点。
首先,惯性导航系统不依赖于外部引导信号,具有独立工作的能力,能够在无GPS信号或其他导航信号的情况下进行导航定位。
其次,惯性导航系统响应速度快,能够实时更新导航信息,适用于需要高频率更新的应用场景。
此外,惯性导航系统具有高精度的特点,可以满足精密导航的需求。
然而,惯性导航系统也存在一些问题。
由于传感器测量误差的存在,惯性导航系统会产生导航漂移问题,即导航误差会随着时间的推移不断累计。
为了解决导航漂移问题,可以采用多传感器融合技术,将惯性导航系统与其他导航系统(如GPS)相结合,提高导航精度和可靠性。
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目录1.惯性导航系统的概念.........................22.惯导系统的发展历史及发展趋势 (3)惯性导航系统的发展.......................3我国的惯性导航系统.......................5捷联惯导系统现状及发展趋势...............63.惯性导航系统的组成........................104、惯性导航系统的工作原理....................145、惯性导航系统的功能.......................186、惯性导航系统的服务模式与应用模式..........207、惯性导航系统当前的应用情况................218、惯性导航系统的特点 (23)系统的主要优点......................23系统的主要缺点.....................249、惯性导航系统给我们的启示. (24)1惯性导航系统一、惯性导航系统的概念什么是惯性导航或惯性制导呢?惯性导航系统(Ins)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。
在给定的运动初始条件(初始地理坐标和初始速度)下,利用惯性敏感元件测量飞机相对惯性空间的线运动和角运动参数,用计算机推算出飞机的速度、位置和姿态等参数,从而引导飞机航行。
推算的方法是在运载体上安装加速度计,经过计算(一次积分和二次积分),从而求得运动轨道(载体的运动速度和距离),进而进行导航。
在运载体上安装加速度计,用它来敏感、测量运载体运动的加速度,经过计算(一次积分和二次积分),从而求得运动轨道(运载体运动的速度和距离),并且产生对运载体运动所需要的控制信号,控制运载体按要求弹道运动,称为惯性制导。
这就是说,惯性制导是对运载体进行测量和控制,使其沿预定的轨道运动。
作为一种自主式的导航方法,惯性导航是完全依靠载体上的设备自主地确定出载体的航向、位置、姿态、和速度等导航参数。
并不需要外界任何的光、电、磁参数。
因此,惯性导航系统具有隐蔽性好、全天候工作能力等独特优点。
对飞行器、舰船和地面移动载体(特别是用于军事目的)等尤为重要。
所以在近三十年来,在航空、航天、航海、交通和大地测量中惯性导2航系统都得到了广泛的应用。
近今年来由于捷联技术在惯导系统中的应用为惯导系统在民用领域中的应用和发展开辟了更广阔的前景。
二、惯导系统的发展历史及发展趋势1、导航系统的发展1942年德国在V2火箭上首先应用了惯性导航原理,即采用两台陀螺仪和一台横向加速度表,再加上一台模拟计算机来调整火箭飞行的方位。
根据测量数据,模拟计算发出信号调整4个位于垂直尾翼上的外部方向舵来控制火箭的飞行。
这是闭环导航系统的一个创新。
二战结束之后,以冯?布劳恩为首的500多名德国火箭科学家,加上他们的设计图纸、实验设备都去了美国,1945年他们在德克萨斯的布利斯空军基地开始了在美国的火箭研制工作,1950年到达了阿拉巴马州的亨茨维尔市,继续从事火箭研究。
在50年代早期,美国空军的西部研发中心邀请麻省理工学院(mIT)的仪器仪表实验室(即后来的德雷伯实验室)设计一种独立的导航系统,该导航系统将安装在康维尔公司的新一代Atlas洲际弹道导弹上,在mIT该项目的负责人是吉姆?弗莱彻(JimFletcher),他后来成为nAsA的负责人。
Atlas导航系统当中首先包含了机载自主导航系统与地基跟3踪指挥系统。
后来这两种导航系统还导致了长期的争论,最后在洲际导弹上主要采用自主导航系统,而在空间探索过程中,则是采用两种导航系统的混合物。
1952年夏天,Richardbattin和J.halcombeLaning,Jr两位博士开始在Ibm650计算机上进行利用mAc语言进行导航计算,直到1958年他们才完成了第一个惯性导航计算模型,而mAc语言作为第一种可以人工阅读的计算机语言也在航天方面得到广泛应用,现在的航天飞机上主系统的开发语言hAL/s就来自mAc语言。
1954年,这两位科学家完成了针对Atlas惯性导航系统的最初的分析工作,而这个项目的技术负责人walterschweidetzky曾经是冯?布劳恩的手下,参与过V2火箭的研制。
1954年惯性导航系统在飞机上试飞成功。
基本原理是将现在的运行轨迹与预先设置的运行轨迹进行比较,然后调整火箭的姿态保证实际运行轨迹与预先设置的运行轨迹重合,不过由于当时计算机的处理能力和惯性导航系统的测量精度问题,火箭的偏差非常大。
后来在三角洲(Delta)火箭当中的Q系统才真正解决了这个问题。
Q系统最大的特点是可以利用自导驾驶仪当中的速度与方向信号直接进行计算,获得相关导航参数,该系统是在1956年6月21日首次公诸于众,该系统到现在仍然在导弹当中广泛使用。
41958年舡鱼号潜艇依靠惯性导航在北极冰下航行21天,证明了惯性导航不但可以在火箭、飞机上使用,也可以在船舶、潜艇、车辆上使用。
1961年2月,nAsA委托mIT为阿波罗登月计划设计导航系统,而对于航天飞机来说,从航天飞机起飞到固体火箭助推器(sRb)分离这个阶段采用开环导航,而固体火箭助推器分析之后,则采用一种叫做peg4的导航系统。
peg4实际上是将Q系统与Delta系统当中的peg 导航系统结合在一起,并加上了预测校正功能。
虽然在过去30年里航天飞机的导航系统多次升级,并加上了gps导航系统,但是航天飞机与空间探索导航的核心系统还是惯性导航。
2、我国的惯性导航系统我国在惯导研究方面起步相对较晚,西安618所冯培德是研制我国第一套采用液浮惯性器件航空惯性导航系统的主要负责人之一,该系统研制成功,为我国航空惯导发展奠定了基础。
但近年来已经取得了长足进步,在军民用的各个领域都发挥了重要作用。
在历届航展上,都展出了多种惯性导航装置,从中我们可以看到目前我国在这方面所取得的一些成就。
参加展出的多家厂商都展出了各自的惯性导航设备,比如航天时代仪器公司的液浮陀螺平台惯性导航系统、动力调谐陀螺5以下是为大家整理的惯性导航系统(2)的相关范文,本文关键词为惯性,导航,系统,,您可以从右上方搜索框检索更多相关文章,如果您觉得有用,请继续关注我们并推荐给您的好友,您可以在教育文库中查看更多范文。
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算出载体相对所选择的导航参考坐标系的位置。
所以说,两个惯性敏感器(陀螺仪和加速度计)是惯性导航系统中的核心部分。
加速度计又称比力接受器,它是以牛顿惯性定律作为理论基础的。
在运动体上安装加速度计的目的是,用它来敏感和测量运动体沿一定方向的比力(即运动体的惯性力与重力之差),然后经过计算(一次积分和二次积分)求得运动轨迹(即运动体的速度和所行距离)。
测量加速度的方法很多,有机械的、电磁的、光学的、放射线的等等。
按照作用原理和结构的不同,惯性系统用加速度计可分为两大类,即机械加速度计和固态加速度计。
系统组成:1、惯性导航组件(Inu):加速度计、陀螺仪,主要完成导航参数的测量和计算。
(1)平台式:一个三轴空间平台,2、3个高精度的陀螺仪及3个高精度的加速度计,一部数字计算机,其他电子线路板;(2)捷连式:3个高精度的陀螺仪及3个高精度的加速度计,一部数字计算机,其他电子线路板;没有实际的陀螺稳定平台,将加速度计和陀螺仪直接与飞机机体固连,用导航计算机计算“数学平台”也叫“软件平台”。
2、控制显示组件(cDu)11包括导航参数的显示,初始值的引入,系统实验故障显示和告警等。
3、方式选择组件(msu):主要用来控制系统的工作状态。
4、备用电池组件(bu):特殊情况下供电水平状态显示器hsI航向航迹预订航迹横偏偏流警告俯仰、倾斜故障旗姿态指引仪ADI控制显示组件cDu大气数据系统航路/进近转换调谐头方式选择组件msu惯性导航组件(Inu)自动驾驶仪气象雷达真航向、磁航向测距机(Dme)全向信标(VoR)更新/不更新信号器备用电池组自动数据引进组件惯导系统的组成与连接图总结:惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。
惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。
3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动;3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。
计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度12和位置数据。
控制显示器显示各种导航参数。
捷联式惯导系统中有两种敏感器件:陀螺仪和加速度计。
陀螺仪组件测取沿运载体坐标系3个轴的角速度信号,并被送人导航计算机,经误差补偿计算后进行姿态矩阵计算。
加速度计组件测取沿运载体坐标系3个轴的加速度信号,并被送入导航计算机,经误差补偿计算后,进行由运载体坐标系至“平台万坐标系”的坐标变换计算。
他们沿机体坐标系三轴安装,并且与机体固连,它们所测得的都是机体坐标系下的物理量。
加速度计测量的是机体坐标系(b系)相对于惯性空间的b加速度在机体坐标系中的投影aib,该测试量也称为比力。
而对于捷联惯导系统,导航计算机要在导航坐标系中完成,因b此,首先要将机体系中的测试量aib转换导航坐标系中的物理n量aib,即实现由机体坐标系到导航坐标系的坐标转换。
这一b转换由姿态矩阵cbn完成,而cbn是利用陀螺仪的输出?ib即载体相对惯性空间转动的角速率在机体坐标系下的投影计算得到。
姿态矩阵是随时间的变化而不断变化的。
另外,从姿态矩阵中可以单值的确定飞行器的姿态角。
捷联式惯导系统中需要实时地求取姿态矩阵,以便提取飞行器姿态角(首向角、纵摇角、横摇角)以及变换比力。
所以说,在捷联式惯性导航系统中,是由导航计算机来完成具有常平架的稳定平台功能,既用“数学解析平台”取代稳定平台的功能。
它的原理13简图如下图所示,图中虚线框部分起了平台的作用。
四、惯性导航系统的工作原理惯性导航系统(Ins,以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。
其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。
有了这个仪器以后,就可以实现所谓的无控制测绘,只需要飞机、卫星在天上飞,就可以得到很精确的地形图,而不需要人去上面建立一些标志,这是当代最先进的测绘技术,直接定向。
工作原理:惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把14它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。