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浙江慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組件

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-11-13

目前,慣性導(dǎo)航分為兩大類:平臺(tái)式慣導(dǎo)和捷聯(lián)式慣導(dǎo)。它們的主要區(qū)別在于,前者有實(shí)體的物理平臺(tái),陀螺和加速度計(jì)置于由陀螺定的平臺(tái)上,該平臺(tái)跟蹤導(dǎo)航坐標(biāo)系,以實(shí)現(xiàn)速度和位置解算,姿態(tài)數(shù)據(jù)直接取自于平臺(tái)的環(huán)架;在捷聯(lián)式慣導(dǎo)中,陀螺和加速度計(jì)直接固連在載體上。慣性平臺(tái)的功能由計(jì)算機(jī)完成,故有時(shí)也稱作“數(shù)學(xué)平臺(tái)”,它的姿態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)計(jì)算得到的。慣導(dǎo)有固定的漂移率,這樣會(huì)造成物體運(yùn)動(dòng)的誤差,因此長(zhǎng)射程的武器通常會(huì)采用指令、GNSS等對(duì)慣導(dǎo)進(jìn)行定時(shí)修正,以獲取持續(xù)準(zhǔn)確的位置參數(shù)。比如中距空空導(dǎo)彈中段采用捷聯(lián)式慣導(dǎo)+指令修正,以獲取持續(xù)準(zhǔn)確的位置參數(shù)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具備極高的抗干擾性和隱蔽性。浙江慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組件

慣性導(dǎo)航的目的是實(shí)現(xiàn)自主式導(dǎo)航,即不依賴外界信息,包括衛(wèi)星信號(hào)、北極指引等。那么慣性是如何實(shí)現(xiàn)的呢?慣性導(dǎo)航工作的關(guān)鍵原理是:它從過(guò)去自身的運(yùn)動(dòng)軌跡推算出自己目前的方位。其工作技術(shù)原理不外乎就是以下三條基本公式:距離=速度×?xí)r間,速度=加速度×?xí)r間,角度=角速度×?xí)r間。首先,檢測(cè)(或設(shè)定好)初始信息,包括初始位置、初始朝向、初始姿態(tài)等。然后,用IMU時(shí)刻檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的變化信息。其中,加速度計(jì)測(cè)量加速度,利用原理a=F/M,測(cè)量物體的線加速度,然后乘以時(shí)間得到速度,再乘以時(shí)間就得到位移,從而確定物體的位置;而陀螺儀則測(cè)量物體的角速率,以物體的初始方位作為初始條件,對(duì)角速率進(jìn)行積分,進(jìn)而時(shí)刻得到物體當(dāng)前方向;還有電子羅盤,能在水平位置確認(rèn)物體朝向。這3個(gè)傳感器可相互校正,得到較為準(zhǔn)確的姿態(tài)參數(shù)。蘇州車載領(lǐng)域慣性導(dǎo)航系統(tǒng)加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)是利用慣性傳感器(IMU)測(cè)量載體的比力及角速度信息,結(jié)合給定的初始條件,與GNSS等系統(tǒng)的信息融合,從而進(jìn)行實(shí)時(shí)推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)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)采用加速度計(jì)和陀螺儀傳感器來(lái)測(cè)量載體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。其中三個(gè)垂直布置的陀螺儀用于測(cè)量載體繞自身三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,同時(shí)也敏感地球自轉(zhuǎn)的角速度。

慣性導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì):1、慣性導(dǎo)航定位不需要外源信息:慣性導(dǎo)航可以說(shuō)是個(gè)老古董了,但在現(xiàn)在其地位依舊不可動(dòng)搖。不管是衛(wèi)星導(dǎo)航,還是無(wú)線電導(dǎo)航,都受限于外源信息。一旦衛(wèi)星不可用,沒(méi)有了導(dǎo)航臺(tái),那么這些導(dǎo)航系統(tǒng)就完全癱瘓了。但慣性導(dǎo)航完全不需要借助外源的信息。它用于計(jì)算的初始數(shù)據(jù)來(lái)自自身,既不受外界干擾影響,也不向外發(fā)送任何信號(hào),更不用借助任何其他設(shè)備。2、慣性導(dǎo)航定位的連續(xù)性:其他的導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位時(shí)是一個(gè)個(gè)點(diǎn),而慣性導(dǎo)航的地位卻是連續(xù)的曲線,這也是一大優(yōu)勢(shì)。無(wú)人機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是什么?

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(guò)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。無(wú)人機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有使用成本低,機(jī)動(dòng)靈活,載荷多樣性,用途普遍,操作簡(jiǎn)單,安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。浙江慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組件

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可全天候、全球、全時(shí)間的工作于空中地球表面乃至水下。浙江慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組件

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是導(dǎo)航系統(tǒng)之一。后來(lái)慣導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)集成在微型芯片上的原子陀螺儀、加速器和原子鐘精確測(cè)量載體平臺(tái)相對(duì)慣性空間的角速率和加速度信息,利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律自動(dòng)計(jì)算出載體平臺(tái)的瞬時(shí)速度、位置信息并為載體提供精確的授時(shí)服務(wù)。慣性導(dǎo)航在當(dāng)今社會(huì)中起到了很大的作用,不管是民用用途還是別的方面,或是每個(gè)人的貼身用品里都離不開(kāi)慣性導(dǎo)航、IMU等定位定姿的系統(tǒng),從飛機(jī)的航行導(dǎo)彈的飛行定位、潛艇的定位航行、汽車的無(wú)信號(hào)區(qū)導(dǎo)航、單兵系統(tǒng)的指示導(dǎo)航都離不開(kāi)慣導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用。浙江慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組件

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