慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可分為平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng):平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)建立的坐標(biāo)系不同,又分為空間穩(wěn)定和本地水平兩種工作方式。空間穩(wěn)定平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的臺(tái)體相對(duì)慣性空間穩(wěn)定,用以建立慣性坐標(biāo)系。地球自轉(zhuǎn)、重力加速度等影響由計(jì)算機(jī)加以補(bǔ)償。這種系統(tǒng)多用于運(yùn)載火箭的主動(dòng)段和一些航天器上。本地水平平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)是臺(tái)體上的兩個(gè)加速度計(jì)輸入軸所構(gòu)成的基準(zhǔn)平面能夠始終跟蹤飛行器所在點(diǎn)的水平面(利用加速度計(jì)與陀螺儀組成舒拉回路來保證),因此加速度計(jì)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(yùn)動(dòng)的飛行器(如飛機(jī)、巡航導(dǎo)彈等)。在平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中,框架能隔離飛行器的角振動(dòng),儀表工作條件較好。平臺(tái)能直接建立導(dǎo)航坐標(biāo)系,計(jì)算量小,容易補(bǔ)償和修正儀表的輸出,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,尺寸大。慣性導(dǎo)航的工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)的。物流車慣性導(dǎo)航器件
慣性導(dǎo)航及控制系統(tǒng)開始主要為航空航天、地面及海上用戶所應(yīng)用,是現(xiàn)代系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品,被普遍應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船、潛艇、坦克等領(lǐng)域。隨著成本的降低和需求的增長,慣性導(dǎo)航技術(shù)已擴(kuò)展到資源勘測(cè)、地球物理測(cè)量、海洋探測(cè)、鐵路、隧道等商用領(lǐng)域,甚至在機(jī)器人、攝像機(jī)、兒童玩具中也被普遍應(yīng)用。即使在衛(wèi)星導(dǎo)航大規(guī)模應(yīng)用的現(xiàn)在,慣性導(dǎo)航仍具有不可替代性。慣導(dǎo)不接受衛(wèi)星信號(hào),也不向外輻射能量,因此隱蔽性、抗干擾性較強(qiáng);慣導(dǎo)輸出物體運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)信息,而衛(wèi)星導(dǎo)航無法跟蹤姿態(tài);慣性導(dǎo)航的頻率大于衛(wèi)星導(dǎo)航,可攜帶更多信息,適應(yīng)載體的高速運(yùn)動(dòng);慣導(dǎo)+衛(wèi)星的組合導(dǎo)航優(yōu)劣互補(bǔ)、已大規(guī)模應(yīng)用。北京慣性導(dǎo)航INS批發(fā)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具備極高的抗干擾性和隱蔽性。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)屬于一種推算導(dǎo)航方式。即從一已知點(diǎn)的位置根據(jù)連續(xù)測(cè)得的運(yùn)載體航向角和速度推算出其下一點(diǎn)的位置。因而可連續(xù)測(cè)出運(yùn)動(dòng)體的當(dāng)前位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的陀螺儀用來形成一個(gè)導(dǎo)航坐標(biāo)系使加速度計(jì)的測(cè)量軸穩(wěn)定在該坐標(biāo)系中并給出航向和姿態(tài)角;加速度計(jì)用來測(cè)量運(yùn)動(dòng)體的加速度經(jīng)過對(duì)時(shí)間的一次積分得到速度,速度再經(jīng)過對(duì)時(shí)間的一次積分即可得到距離。推算導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn):1、由于它是不依賴于任何外部信息,也不向外部輻射能量的自主式系統(tǒng),故隱蔽性好且不受外界電磁干擾的影響;2、可全天候、全球、全時(shí)間的工作于空中地球表面乃至水下。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是以陀螺和加速度計(jì)為敏感器件的導(dǎo)航參數(shù)解算系統(tǒng),該系統(tǒng)根據(jù)陀螺的輸出建立導(dǎo)航坐標(biāo)系,根據(jù)加速度計(jì)輸出解算出運(yùn)載體在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度和位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)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(dǎo)航系統(tǒng)。其工作環(huán)境不只包括空中、地面,還可以在水下。慣導(dǎo)的基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ),通過測(cè)量載體在慣性參考系的加速度,將它對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分,且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中,就能夠得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)經(jīng)歷了平臺(tái)式導(dǎo)航系統(tǒng)、捷聯(lián)式導(dǎo)航系統(tǒng)及組合導(dǎo)航系統(tǒng)三個(gè)歷程。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)是什么?1、完全依靠運(yùn)動(dòng)載體自主地完成導(dǎo)航任務(wù),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(shí)、全地理的工作。慣導(dǎo)系統(tǒng)不需要特定的時(shí)間或者地理因素,隨時(shí)隨地都可以運(yùn)行;3、提供的參數(shù)多,比如GPS衛(wèi)星導(dǎo)航,只能給出位置,方向,速度信息,但是慣導(dǎo)同時(shí)還能提供姿態(tài)和航向信息;4、導(dǎo)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(dǎo)可以達(dá)到每秒幾百次更新甚至更高。在沒有GPS衛(wèi)星信號(hào)的情況下仍然可以使用慣性導(dǎo)航。物流車慣性導(dǎo)航器件
慣導(dǎo)系統(tǒng)可以為運(yùn)動(dòng)載體提供位置、速度、姿態(tài)(航向角、俯仰角、橫滾角)等信息。物流車慣性導(dǎo)航器件
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通常由慣性測(cè)量裝備、計(jì)算機(jī)、顯示器等組成。慣性測(cè)量裝備由加速度計(jì)和陀螺儀這兩大關(guān)鍵慣性元器件組成。三個(gè)自由度的陀螺用來測(cè)量飛行器的角加速度,三個(gè)加速度計(jì)用來測(cè)量飛行器的加速度,計(jì)算機(jī)通過測(cè)得的角加速度和加速度數(shù)據(jù)計(jì)算出飛行器的速度和位子數(shù)據(jù)。下面就具體來說說這兩大關(guān)鍵慣性元器件。陀螺儀:傳統(tǒng)意義上的陀螺儀是安裝在框架中繞回轉(zhuǎn)體的對(duì)稱軸高速旋轉(zhuǎn)的物體,具有穩(wěn)定性和進(jìn)動(dòng)性,利用這些特性制成了敏感角速度的速率陀螺和敏感角偏差的位置陀螺,現(xiàn)在習(xí)慣上把能夠完成陀螺功能的裝臵統(tǒng)稱為陀螺。加速度計(jì):加速度計(jì)是用來感測(cè)運(yùn)動(dòng)載體,沿一定方向的比力的慣性器件,可以測(cè)量出加速度和重力,從而計(jì)算載體的速度和位置。物流車慣性導(dǎo)航器件
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