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長三角慣性導航

來源: 發布時間:2023-02-17

慣性導航系統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。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據,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,精確保持動態姿態基準。隨著經濟建設對科學技術需要的提高,以及人們對慣性技術了解的不斷普及和深入,慣性導航模塊技術的應用領域已逐步發展到了民用,從導航/制導擴展到穩定/控制,并正在努力開發具有市場競爭力的新技術和新產品。慣性導航系統有望憑借其自主性成為自動駕駛高精度定位中必不可少的關鍵部件。長三角慣性導航

慣性測量裝置,包括加速度計和陀螺儀,又稱慣性導航組合。前者是測量物體的加速度,后者又被叫做角速度傳感器,是測量角速度的。利用這些裝置的參數,計算并導航看起來似乎很簡單,但是由于采樣頻率一般很高(一秒內幾十甚至幾百次),所以累加起來誤差很容易擴大,所以長時間的導航仍然有很大的困難。在失去位置的時候,導航軟件知道速度、車輛的位置、行駛路線等信息。結合加速度傳感器提供的加速度,可以根據二次積分的方式計算出加速度產生的位移,然后根據初始速度計算出速度產生的位移,進而推算出車輛新的位置。這樣,在沒有GNSS 情信號的況下仍然可以繼續導航。廣州雙模慣性導航系統目前,慣性導航分為兩大類:平臺式慣導和捷聯式慣導。

慣性導航其實是較早使用的導航系統之一。慣性導航是一種通過測量運動物體的加速度,并自動進行積分運算,獲得運動物體瞬時速度和瞬時位置數據的技術。慣性導航系統一般安裝在運動物體內部,工作時不用依賴外界提供信息就能進行導航,不易受到干擾,是一種自主式導航系統。慣性測量裝置一般包括加速度計和陀螺儀。加速度計是測量物體的加速度,陀螺儀又被叫做角速度傳感器,是測量角速度的。利用這些裝置記錄的參數就可以計算并導航了。但是由于采樣頻率一般很高(一秒內幾十甚至幾百次),所以累加起來誤差很容易擴大,所以長時間使用慣性導航會導致誤差很大,所以慣性導航適合在短時間內使用。

慣性導航系統(INS)慣性導航系統是以陀螺和加速度計為敏感器件的導航參數解算系統,該系統根據陀螺的輸出建立導航坐標系,根據加速度計輸出解算出運載體在導航坐標系中的速度和位置。慣性導航系統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。其工作環境不只包括空中、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。慣性導航在自動駕駛定位系統中具有不可替代性。

慣性導航的目的是實現自主式導航,即不依賴外界信息,包括衛星信號、北極指引等。那么慣性是如何實現的呢?慣性導航工作的關鍵原理是:它從過去自身的運動軌跡推算出自己目前的方位。其工作技術原理不外乎就是以下三條基本公式:距離=速度×時間,速度=加速度×時間,角度=角速度×時間。首先,檢測(或設定好)初始信息,包括初始位置、初始朝向、初始姿態等。然后,用IMU時刻檢測物體運動的變化信息。其中,加速度計測量加速度,利用原理a=F/M,測量物體的線加速度,然后乘以時間得到速度,再乘以時間就得到位移,從而確定物體的位置;而陀螺儀則測量物體的角速率,以物體的初始方位作為初始條件,對角速率進行積分,進而時刻得到物體當前方向;還有電子羅盤,能在水平位置確認物體朝向。這3個傳感器可相互校正,得到較為準確的姿態參數。無人機慣性導航系統的優點是什么?長三角慣性導航

慣性導航系統具有自主、隱蔽、全時空、全天候、免維護、精度高等諸多優點。長三角慣性導航

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