慣性導航系統(tǒng)屬于推算導航方式,即從一已知點的位置根據(jù)連續(xù)測得的運動體航向角和速度推算出其下一點的位置,因而可連續(xù)測出運動體的當前位置。慣性導航系統(tǒng)中的陀螺儀用來形成一個導航坐標系,使加速度計的測量軸穩(wěn)定在該坐標系中,并給出航向和姿態(tài)角;加速度計用來測量運動體的加速度,經(jīng)過對時間的一次積分得到速度,速度再經(jīng)過對時間的一次積分即可得到位移?,F(xiàn)代比較常見的幾種導航技術(shù),包括天文導航、慣性導航、衛(wèi)星導航、無線電導航等等,其中,只有慣性導航是自主的,既不向外界輻射東西,也不用看天空中的恒星或接收外部的信號,它的隱蔽性是比較好的。慣性導航的目的是實現(xiàn)自主式導航,即不依賴外界信息,包括衛(wèi)星信號、北極指引等。上海UBLOX慣性導航INS
慣性導航系統(tǒng)通過對陀螺儀測量的角速度進行積分運算和坐標變換,計算車體的姿態(tài)角(橫滾、俯仰角)和方位角。根據(jù)姿態(tài)角可以計算出重力加速度在各個坐標軸上的分量,加速度計測量得的各軸加速度,減去重力加速度分量后積分,得到速度和位置。慣導計算得到的狀態(tài),用于預測車輛當前的位置,再和衛(wèi)星定位接收機得到的位置(或觀測數(shù)據(jù))進行比較。比較的偏差包含了慣導的推算誤差和衛(wèi)星接收機的定位誤差,通過數(shù)據(jù)融合算法進行加權(quán)后,用于修正慣導的預測,讓慣導的預測越來越準確。四川UBLOX慣性導航INS其他的導航定位系統(tǒng)定位時是一個個點,而慣性導航的地位卻是連續(xù)的曲線,這也是一大優(yōu)勢。
慣性導航系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息、不易受到干擾的自主式導航系統(tǒng)。慣導通過測量載體在慣性參考系的加速度,自動進行積分運算,獲得載體的瞬時速度和瞬時位置數(shù)據(jù),且把它變換到導航坐標系中,從而得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。其優(yōu)勢在于給定了初始條件后,不需要外部參照就可確定當前位置、方向及速度。適用于各種復雜地理環(huán)境和外界干擾下的精確定位和定向,且能不斷測量位置的變化,精確保持動態(tài)姿態(tài)基準。隨著經(jīng)濟建設對科學技術(shù)需要的提高,以及人們對慣性技術(shù)了解的不斷普及和深入,慣性導航模塊技術(shù)的應用領域已逐步發(fā)展到了民用,從導航/制導擴展到穩(wěn)定/控制,并正在努力開發(fā)具有市場競爭力的新技術(shù)和新產(chǎn)品。
慣性導航系統(tǒng)可分為平臺式慣性導航系統(tǒng):平臺式慣性導航系統(tǒng)根據(jù)建立的坐標系不同,又分為空間穩(wěn)定和本地水平兩種工作方式??臻g穩(wěn)定平臺式慣性導航系統(tǒng)的臺體相對慣性空間穩(wěn)定,用以建立慣性坐標系。地球自轉(zhuǎn)、重力加速度等影響由計算機加以補償。這種系統(tǒng)多用于運載火箭的主動段和一些航天器上。本地水平平臺式慣性導航系統(tǒng)的特點是臺體上的兩個加速度計輸入軸所構(gòu)成的基準平面能夠始終跟蹤飛行器所在點的水平面(利用加速度計與陀螺儀組成舒拉回路來保證),因此加速度計不受重力加速度的影響。這種系統(tǒng)多用于沿地球表面作等速運動的飛行器(如飛機、巡航導彈等)。在平臺式慣性導航系統(tǒng)中,框架能隔離飛行器的角振動,儀表工作條件較好。平臺能直接建立導航坐標系,計算量小,容易補償和修正儀表的輸出,但結(jié)構(gòu)復雜,尺寸大。使用慣性導航系統(tǒng)的目的是什么?
慣性導航系統(tǒng)主要的優(yōu)點是什么?1、完全依靠運動載體自主地完成導航任務,不依賴于任何外部輸入信息,也不向外輸出信息的自主式系統(tǒng),所以具備極高的抗干擾性和隱蔽性;2、不受氣象條件限制,可全天候、全天時、全地理的工作。慣導系統(tǒng)不需要特定的時間或者地理因素,隨時隨地都可以運行;3、提供的參數(shù)多,比如GPS衛(wèi)星導航,只能給出位置,方向,速度信息,但是慣導同時還能提供姿態(tài)和航向信息;4、導航信息更新速率高,短期精度和穩(wěn)定性好。目前常見的GPS更新速率為每秒1次,但是慣導可以達到每秒幾百次更新甚至更高。慣性導航是一門涉及精密機械、計算機技術(shù)、微電子、光學、自動控制、材料等多種學科和領域的綜合技術(shù)。浙江車載領域慣性導航
慣性導航具有哪些優(yōu)勢?上海UBLOX慣性導航INS
慣性導航原理基于牛頓的慣性定律,所以慣性導航可以理解是利用加速度計測量出物體的加速度,然后乘以時間得到速度,然后再乘以時間就得到位移,從而確定物體的位置。另一方面,用陀螺儀測量物體的角速度,然后乘以時間得到角度,從而確定物體的朝向。慣性導航系統(tǒng)有著以下優(yōu)點:1、隱蔽性好,因為它不向外發(fā)射信號,也不接收外部信號,所以不容易被發(fā)現(xiàn);2、全天候,慣導系統(tǒng)不需要特定的時間或者地理因素,隨時隨地都可以運行;3、提供的參數(shù)多,比如GNSS衛(wèi)星導航,只能給出位置,方向,速度信息,但是慣導同時還能提供姿態(tài)和航向信息;4、導航信息更新速率高,目前常見的GNSS更新速率為每秒1次,但是慣導可以達到每秒幾百次更新甚至更高。上海UBLOX慣性導航INS
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