惯性导航系统分类
激光陀螺捷联惯性导航系统的误差参数标定
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｅｒｔｉａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍｕｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍ ｎｏｒｔｈ—ｓｅｅｋｉｎｇ ａｎｄ
ｌｅｖｅｌ－ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ，ｂｕｔ ｔｈｉｓ ｉｓ ｎｏｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｓｈｏｏｔｉｎｇ ｒａｎｇｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｉｅｌｄｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｇｙｒｏ ｓｔｒａｐｄｏｗｎ ｉｎｅｒｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｕｓｉｎｇ １２－ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃｏｕｎｔｅｒａｃｔ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ
文章编号：１００５－６７３４（２００８）０３－０３０６－０４
中国惯性技术学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｖ０１．１６ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２００８
激光陀螺捷联惯性导航系统的误差参数标定
杨孟兴，徐兵华
（中国航天时代电子公司第十六研究所，西安７１０１００）
摘要：惯性器件标定一般都必须对北和调平，以消除地速及重力加速度的影响，但是不适合在靶场及其它野战
中国惯性技术学报 表１组件误差参数标定位置顺序
Ｔａｂ．１ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，
惯性导航仿真系统的设计
１ 系统功能
ＩＳ Ｎ 惯导仿真系统 ，在飞机 飞行训练模拟系
Байду номын сангаас
完全依靠机械设备 自主地完成导航任务，和外界
不发生任何光 、电联系。惯性导航的工作原理是 统 中，负责模拟飞机航电系统 ＩＳ 系统的部分 Ｎ 分 以牛顿力学为基础 ，在载体内部测量载体运动加 功能。ＩＳ惯导仿真模块软件为航 电仿真软件系 Ｎ 速度 ，经积分运算得到载体速度和位置等导航信 统的一个功能模块 ，其功 能是根据飞机仿真系统 息。惯性导航系统 由加速度计 、惯导平台、导航 输入的状态信息 ，计算并输 出飞机的运动参数和
ｎ ｖｇ ｔ ｎ ｓ ｓ ｍｓａｅｕ ｕ ｌ ｓｄ ｆｒｓｓｅ ｄ ｓｇ ｄ ｆｇ ｔｔ ｉｉｇ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ｉ ｆａ ａ ｉａｉ ｙ ｔ ｒ ｓ ａｌ ｕ ｅ ｏ ｙｔｍ ｅｉ ａ ｉｈ ｒ ｎｎ ． ｈ ｏ ｃ ｐｕ ｌｄ ｓｇ ｏ ｏ ｅ ｙ ｎ ｎ ｌ ａ ｎ ｓｍｕａ ｏ ｙ ｔｍ ｎ ｏｔ ａｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｈ ｉｕ ｒ ｒｓｎｅ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｉ ｌｔ ｎ ｓｓ ｉ ｅ ａ ｄ ａｓｆ ｒ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｔｃ ｎｑ ｅ ａｅ ｐｅｅ ｔｄ ｉ ｔｉ ａ ｅ ． ｗ ｎ
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｎ Ｉ ｅ ｔａ ｖｇ ｔｏ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｓｇ ｆａ ｎ ｒ ｉｌＮａ ｉ ａ ｉｎ Ｓｍ ｌｔｏ ｙ ｔｍ
Ｌ ｈ ｏ ｋ ｉ ＩＺ ａ — ｕ ，Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｙａ
（ｈｎａｇ ｎｉｔ ｏ Ａ ｒ ａｔａ Ｅｇ ｅｒｇ Ｓｅｙ ｇ １ ３ Ｃ ｉ ） Ｓｅｙ ｓｕ ｅ ｎｕ ｃ ｎｉ ｅｎ ， ｈｎａ １０ ４， ｈ ａ ｎ Ｉ ｔｅ ｆ ｏ ｉｌ ｎ ｉ ｎ ０ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ｉｅｔ ｌ ａ ｉａｉｎ ｓ ｓｅ ； ｓｍｕａｏ ； ｓｆ ｒ ｅ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｒ ａ ｖｇ ｔ ｙ ｔｍ ｉ ｎ ｏ ｉ ｌｔｒ ｏ ｔ ｅｄ ｓｇ ｗａ ｎ
机载产品分类
机载产品分类机载产品是指安装在飞机上的各种设备和系统，用于支持飞行、导航、通信、气象等功能。
根据其用途和功能，可以将机载产品分为以下几类。
1. 飞行控制系统飞行控制系统是飞机上最重要的设备之一，用于控制飞机的姿态、航向和速度。
它由飞行操纵系统、自动驾驶系统和飞行数据记录仪等组成。
飞行操纵系统包括操纵杆、脚蹬和液压系统，用于操纵飞机的舵面；自动驾驶系统可以自动控制飞机的航向、高度和速度；飞行数据记录仪可以记录飞行中的各种数据，以便事后分析和检查。
2. 导航系统导航系统是用于确定飞机位置、航向和目标位置的设备。
它包括惯性导航系统、全球卫星导航系统（如GPS）和无线电导航系统（如VOR和ADF）。
惯性导航系统通过测量加速度和角速度来计算飞机的位置和航向；全球卫星导航系统使用卫星信号来确定飞机的位置和航向；无线电导航系统则通过接收地面导航台的信号来确定飞机的位置和航向。
3. 通信系统通信系统用于飞机与地面或其他飞机进行通信。
它包括无线电通信系统、卫星通信系统和数据链通信系统。
无线电通信系统用于飞行员与空中交通管制员之间的语音通信；卫星通信系统可以通过卫星传输语音和数据；数据链通信系统可以传输飞机的位置、速度和其他信息。
4. 气象系统气象系统用于获取和显示飞机周围的气象信息，以便飞行员做出合理的飞行决策。
它包括气象雷达、气象卫星接收器和气象信息显示器。
气象雷达可以探测附近的降水和雷暴；气象卫星接收器可以接收卫星传输的气象图像；气象信息显示器可以将气象信息以图形或文字的形式显示给飞行员。
5. 仪表系统仪表系统用于监测飞机的各种参数和状态。
它包括高度表、速度表、姿态指示器和发动机参数显示器等。
高度表用于测量飞机的高度；速度表用于测量飞机的速度；姿态指示器用于显示飞机的姿态；发动机参数显示器可以显示发动机的转速、温度和压力等信息。
6. 防护系统防护系统用于保护飞机和乘客的安全。
它包括防冰系统、防火系统和防撞系统。
2023年激光陀螺惯导系统行业分析报告
光纤激光陀螺
01
随着光纤技术的进步，光纤激光陀螺在灵敏度和稳定性上不断提高，成为目前主流的激光陀螺技术。
激光陀螺技术发展
固态激光陀螺
02
固态激光陀螺具有体积小、重量轻、可靠性高等优点，是未来激光陀螺的重要发展方向。
微纳激光陀螺
03
微纳激光陀螺采用微机械加工技术，具有集成度高、体积小、成本低等优点，有望在消费电子、车载等领域得到广泛应用。
激光陀螺惯导系统在使用过程中涉及到大量的敏感信息，存在被黑客攻击的风险。为此，行业应加强信息安全保护，提高系统的安全性。
技术更新换代风险
信息安全风险
技术风险与对策
06
重点企业分析
市场地位
该企业在激光陀螺惯导系统市场中占据重要地位，拥有较高的市场份额和较强的品牌影响力。
竞争力分析
该企业具有较强的技术研发能力和产品创新能力，注重产品质量和客户服务，不断提升自身竞争力。
无人机导航
激光陀螺惯导系统可用于无人机导航，实现高精度飞行和任务执行。
卫星定位增强
激光陀螺惯导系统可增强卫星定位系统的性能，提高定位精度和可靠性。
航空航天领域
自动驾驶车辆
激光陀螺惯导系统可用于自动驾驶车辆的导航和自动驾驶系统，提高车辆的安全性和效率。
高精度地图
激光陀螺惯导系统可用于高精度地图的测绘和制作，提高地图的精度和实时性。
交通运输领域
其他应用领域
激光陀螺惯导系统可用于机器人导航，实现高精度路径规划和任务执行。
机器人导航
激光陀螺惯导系统可用于电子对抗系统，提高系统的抗干扰能力和打击精度。
电子对抗
05
行业发展趋势与挑战
行业发展趋势
要点三
《惯性导航系统》教学大纲
课程类型：理论课（含实践/实验）学时：60 《惯性导航系统》教学大纲一、教学对象本标准适用于电气工程及其自动化、自动化等专业，三年级，本科层次学生。
二、课程概述（一）课程的性质、地位《惯性导航系统》课程是电气工程及其自动化、自动化、弹药工程、电子工程、火力指挥与控制等专业本科生必修的专业基础课。
本课程是在已经掌握《理论力学》、《航空电机学》、《自动控制原理》和《航空仪表》等课程的基础上，着眼惯性导航系统技术发展方向，立足航空航天领域惯性导航系统装备现状，研究惯性导航原理及其在陆海空天导航领域中的应用的一门课程。
(二)课程基本理念本课程以新时期新阶段高等教育发展战略为依据，坚持科学发展观，全面落实素质教育和创新教育，着力提高人才培养质量。
在教学过程中着眼学生惯性导航系统知识、能力和素质全面发展的基本要求，落实知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观“三位一体”的课程教学目标，注重理论与实践相结合，课内教育与课外教育相结合，注重学生创新意识与创新能力培养，培养复合型专业技术人才。
坚持启发式教学思想，突出“学为主体，教为主导”的教学理念，提倡现代化、多样化的教学方式，大力倡导自主探索、合作交流等积极主动的学习方式，使学生的学习过程成为在教师引导下的“再创造”过程。
遵循现代高等教育规律，瞄准专业发展前沿，贴近工程实际，突出惯性导航前沿理论和关键技术研究。
(三)课程设计思路以课程基本理念为指导，对课程目标分别从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面进行了具体明确的阐述。
课程内容与教学要求主要阐述学生学习本课程必须掌握的内容要点及达到的基本要求，并注明了重点和难点。
在实施建议部分，分别对课程教学实施、课程考核评价、教材选编使用、课程资源开发与利用以及教学保障等提出了明确建议。
以培养学生惯性导航系统知识、掌握惯性导航设备使用维护技能为课程设计主线，按总体设计、单元设计及课堂设计安排教学内容，采用研讨式、“问题链”式等符合现代教育理念的教学方法，拓宽学生的知识面，培养学生的专业技能和科学素质。
捷联惯导系统
作业思考题
1、简要说明捷联惯导系统的基本组成和原理。 2、什么是数学平台？它有什么作用？
惯性导航系统
第四十四讲 捷联惯导系统 力学编排方程（一）
捷联式惯导系统（SINS）
加速度计
fb
数学平台
姿态矩阵 Cbp
f p 导航 速度、位置
计算机 姿态、航向
姿态矩阵计算
陀螺
ibb
pbb
b ip
姿态航向
-
C11 C21 C31
Cep 1 Cep T
C12 C13 1 C11 C21
C22
C23
C12
C22
C32 C33 C13 C23
C11 C22C33 C23C32 C21 C13C32 C12C33 C31 C12C23 C22C13
C31
C32
C33
位置矩阵微分方程组
Cep 0 f 0,0,0
1
p p epx epy
g g egx egy
R VeggxVeggy
VeppxVeppy
三、位置速率方程
11
p p epx epy
g g egx egy
RN RE
捷联惯导的发展
1、1950年起，德雷珀实验室捷联系统得到成熟的探索； 2、1969年，在“阿波罗-13”宇宙飞船，备份捷联惯导系统； 3、20世纪80~90年代，波音757/767、A310民机以及F-20战 斗机上使用激光陀螺惯导系统，精度达到1.85km/h的量级； 4、20世纪90年代，美国军用捷联式惯导系统已占有90% 。光 纤陀螺的捷联航姿系统已用于战斗机的机载武器系统中及波 音777飞机上。 5、国内由90年代挠性捷联惯导到现在激光捷联惯导、光纤陀 螺捷联航姿系统。
飞机电子系统的原理和应用
飞机电子系统的原理和应用一、飞机电子系统的概述飞机电子系统是指在飞机上应用的各类电子设备和系统。
它们在飞机上起着关键的作用，包括飞行控制、通信导航、系统监控等多个方面。
本文将介绍飞机电子系统的原理和应用。
二、飞机电子系统的分类飞机电子系统根据功能可以进行不同的分类。
根据国际民航组织（ICAO）的定义，飞机电子系统可以分为以下几类：1. 飞行控制系统•自动驾驶系统（Autopilot）•飞行管理系统（Flight Management System）•惯性导航系统（Inertial Navigation System）•电子飞行仪表系统（Electronic Flight Instrument System）2. 通信导航系统•通信设备•天线系统•导航系统（导航显示系统、全球卫星导航系统）•气象雷达系统3. 系统监控系统•运行状态监控系统•发动机监控系统4. 娱乐系统•乘客娱乐系统•机组成员娱乐系统三、飞机电子系统的原理飞机电子系统的工作原理涉及多个方面：1. 信号传输和处理飞机电子系统面临着大量的信号传输和处理问题。
信号包括来自各个传感器的输入信号，以及输出给执行机构的指令信号。
传输和处理这些信号需要采用各种电子设备，如模拟转数字转换器（ADC）、数字转模拟转换器（DAC）等。
2. 数据处理和算法飞机电子系统中的大量数据需要经过处理和算法才能提供有用的信息。
例如，飞行控制系统需要对传感器数据进行滤波和融合，然后通过控制算法来生成合适的指令。
导航系统则需要计算飞机的位置和航向等信息。
3. 系统设计和集成飞机电子系统的设计往往需要考虑到多个方面，如可靠性、可维护性、安全性等。
同时，各个子系统的集成也是一个关键的问题。
对于大型飞机来说，不同子系统的协同工作对于飞行安全至关重要。
四、飞机电子系统的应用飞机电子系统的应用十分广泛，以下是一些典型的应用领域：1. 自动驾驶系统自动驾驶系统使得飞机能够在一定程度上自主进行飞行。
机器人定位技术的工作原理
机器人定位技术的工作原理机器人定位技术是现代机器人领域中的重要部分，它通过利用传感器和算法来确定机器人在空间中的位置和方向。
这种技术的发展为机器人的自主导航、路径规划和环境感知提供了有力支持。
本文将介绍机器人定位技术的工作原理，并探讨其在不同应用领域中的应用。
一、定位技术的分类机器人定位技术可以按照其使用的传感器类型进行分类。
常见的定位技术包括全球定位系统（GPS）、惯性导航系统、视觉定位系统和激光雷达定位系统等。
1. 全球定位系统（GPS）全球定位系统是一种基于卫星导航的定位技术，通过接收卫星发射的信号，机器人可以精确计算自身的经纬度坐标。
然而，由于GPS信号在室内或复杂环境中的接收存在问题，机器人定位技术通常需要借助其他传感器进行辅助。
2. 惯性导航系统惯性导航系统利用加速度计和陀螺仪等传感器来测量机器人的加速度和角速度，从而计算出机器人的位移和方向。
这种技术的主要优点是精度高、响应速度快，但在长时间使用过程中会有累积误差。
3. 视觉定位系统视觉定位系统通过摄像头或深度相机等传感器来获取机器人周围环境的图像信息，并利用图像处理算法来识别目标物体或特征点。
通过与地图或先验知识的匹配，从而实现机器人的定位。
视觉定位系统在室内环境中具有较好的定位精度，但对光照条件和环境变化较为敏感。
4. 激光雷达定位系统激光雷达定位系统利用激光束扫描周围环境，并通过测量激光束的返回时间来计算机器人与周围物体的距离。
通过将多个激光束的测量结果组合，可以生成机器人周围环境的三维地图，从而实现机器人的定位。
二、机器人定位算法机器人定位算法是实现机器人定位的核心部分，它通过传感器测量数据和环境信息来实现机器人的定位。
常见的机器人定位算法包括扩展卡尔曼滤波（EKF）、粒子滤波、同步定位与地图构建（SLAM）等。
1. 扩展卡尔曼滤波（EKF）扩展卡尔曼滤波是一种基于状态估计的定位算法，通过结合系统的动力学模型和传感器测量数据，对机器人的位置和速度进行估计。
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下面是雅驰总结出的一些惯性导航系统的分类，提供给你参考：
1.捷联式惯性导航系统
捷联式惯性导航系统可直接装在飞行器、舰艇、导弹等需要导航信息
的主体上，用计算机把测量信号变为导航参数的一种导航技术。
特点：系统体积小、重量轻、成本低、维护方便。
分类：捷联式惯性导航系统根据陀螺仪不同分为两类：一类是速度型
的捷联式惯性导航系统（激光陀螺仪），测的是飞行器的速度；一类
是位置型捷联式惯性导航（静电陀螺仪），测的是飞行器的角位移。
2.解析式惯性导航系统
解析式惯性导航系统是平台稳定在惯性空间的惯性遵循系统。
优点：直接模拟导航坐标系，计算简单，能隔离载体的角运动，系统
精度高；
缺点：结构复杂，体积大，制造成本高。
3.半解析式惯性导航系统
半解析式惯性导航系统又称当地水平惯导系统，有一个三轴稳定平台，台面始终平行当地水平面。
优点：隐蔽性好、不受外界电磁干扰；可长时间地工作于空中、地球
表面乃至水下；导航信息连续性好、噪声低；数据更新率高、短期精
度和稳定性好。
缺点：时间越长，定位误差越大；设备的价格昂贵。