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在线高清理伦片2018年10月31日

慣性導航是以慣性儀表為核心的慣性系統集成之一。在慣性技術領域,從技術層次來看,分為慣性儀表與慣性系統兩個層級,慣性儀表主要包括測量角運動的陀螺儀和測量線運動的加速度計;慣性系統是以慣性儀表為核心,利用集成技術實現的慣性測量、慣性導航以及穩控系統,其中慣性導航應用領域最為廣泛。


慣性導航系統的核心裝置是陀螺儀和加速度計。通常情況下,每套慣性測量裝置包含三組陀螺儀和加速度計,分別測量三個自由度的角加速度和線加速度,通過對加速度的積分和初始速度、位置的疊加運算,得到物體在空間位置中的運動方向和速度,結合慣性導航系統內的運動軌跡設定,對航向和速度進行修正以實現導航功能。


慣性導航產業鏈主要分為器件制造、模塊組裝和軟件設計兩個層級。在產業鏈上游,慣導系統元器件主要包括電子元器件、慣性器件和其他參考信息設備;產業鏈中游主要在线高清理伦片包括信息采集處理模塊、測量單元模塊和衛星測姿模塊,以及對各模塊進行系統集成和軟件設計。


慣性導航具有隱蔽性高、覆蓋范圍廣、短期精度高等優點,可應用于各類武器裝備。在軍用飛機、精確制導武器、地面裝甲車輛、海軍艦船等各類武器裝備中,慣性導航是不可或缺的導航系統,打破了衛星定位系統受制于天氣、地理位置等因素的限制,能夠實現全天候、全地形的自助導航,滿足各類武器裝備在復雜戰場環境下的作戰需求。主要集中于石油勘探、移動通信、高速鐵路、民用飛機、無人機、消費電子和汽車等領域。


根據構建導航坐標系方法的不同,慣導系統分為平臺式慣導和捷聯式慣導系統。平臺式慣導是采用物理平臺模擬導航坐標系統,即將加速度計安裝在穩定平臺上,穩定平臺由陀螺儀控制,使平臺始終跟蹤要求的導航坐標系;捷聯式慣導是采用數學算法確定出導航坐標系,即將加速度計和陀螺儀直接安裝在運載體上,陀螺儀輸出用來計算運載體相對導航坐標系的姿態變化,加速度計輸出經姿態變化至導航坐標系內。


捷聯式慣導系統在體積、成本和可靠性方面具有優勢,是未來發展的主流形式。在慣性器件性能要求和計算量等方面,捷聯式慣導系統要求更為苛刻,但同時減少對于復雜機電平臺的要求。捷聯式系統的抵抗振動和沖擊能力比較強,在體積和成本方面具有優勢,同時由于激光陀螺儀、光纖陀螺儀等慣性器件的出現以及計算機技術的快速發展,捷聯式慣導在性能優勢也逐步顯現。因此從上世紀80年代開始,平臺式慣導的開發工作已經基本終止,捷聯式慣導將是未來慣導系統發展的主流形式。


在實際應用中,通常采用慣性+衛星的組合導航方式提高導航系統性能。由于慣性導航的反饋信息是通過慣性器件測量與算法產生,相對定位誤差隨導航時間而增加,因此長期導航精度較差;衛星導航采用絕對定位方式,定位精度取決于衛星信號精度,不因時間積累而增加誤差。在實際應用領域,通常采用組合導航方式,即慣性+衛星組合導航來進行實時、高精度定位導航,一方面衛星導航受限于位置和時間,可能存在丟失信號的風險,而慣性導航短期精度高且不受范圍的限制,可以適時地對衛星導航信號進行補充;另一方面,慣性導航累計誤差高,而衛星導航可以實時更新位置數據,對慣性導航的數據進行修正,從而彌補慣性導航長期精度不高的缺點。


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