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2019年04月18日

慣性導航系統(INS,以下簡稱慣導)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導航系統。其工作環境不僅包括空中、地面,還可以在水下。慣導的基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎,通過測量載體在慣性參考系的加速度,將它對時間進行積分,且把它變換到導航坐標系中,就能夠得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。

捷聯式慣性導航系統:利用安裝在慣性平臺上的,3個加速度計測出飛機沿互相垂直的3個方向上的加速度,由計算機將加速度信號對時間進行一次和二次積分,得出飛機沿3個方向的速度和位移,從而能連續地給出飛機的空間位置。測量加速度也可不采用慣性平臺,而把加速度計直接裝在機體上,再把航向系統和姿態系統提供的信號一并輸入計算機,計算出飛機的速度和位移,這也是現代民用客機普遍才用的慣性導航方式。


陀螺儀和加速度計是慣性導航系統中不可缺少的核心測量器件。現代高精度的慣性導航系統對所采用的陀螺儀和加速度計提出了很高的要求,因為陀螺儀的漂移誤差和加速度計的零位偏值是影響慣導系統精度的最直接的和最重要的因素,因此如何改善慣性器件的性能,提高慣性組件的測量精度,特別是陀螺儀的測量精度,一直是慣性導航領域研究的重點。

陀螺儀的發展經歷了幾個階段。最初的滾珠軸承式陀螺,其漂移速率為(l-2)°/h,通過攻克慣性儀表支撐技術而發展起來的氣浮、液浮和磁浮陀螺儀,其精度可以達到 0.001°/h,而靜電支撐陀螺的精度可優于 0.0001°/h。從 60 年代開始,撓性陀螺的 研制工作開始起步,其漂移精度優于 0.05°/h 量級,最好的水平可以達到 0.001°/h。


而另一種光學陀螺——光纖陀螺不但具有激光陀螺的很多優點,而且還具有制造工藝簡單、成本低和重量輕等特點,目前正成為發展最快的一種光學陀螺。


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慣性導航系統,實現飛機自主式導航

依據電子羅盤原理,可實現的誤差校準方法
衛星/慣性組合導航系統及其發展歷程

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