Sunday, December 29, 2013

慣性導航系統 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

慣性導航系統





慣性導航系統(INS,以下簡稱慣導)是一種不依賴於外部信息、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。
目錄 [顯示全部]

定義編輯本段回目錄

慣性導航系統( 英語: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。

簡介編輯本段回目錄

慣性導航系統(INS,Inertial Navigation System)也稱作慣性參考系統,是一種不依賴於外部信息、也不向外部輻射能量(如無線電導航那樣)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。慣性導航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。
慣性導航系統屬於推算導航方式,即從一已知點的位置根據連續測得的運動體航向角和速度推算出其下一點的位置,因而可連續測出運動體的當前位置。慣性導航系統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定在該坐標系中,並給出航向和姿態角;加速度計用來測量運動體的加速度,經過對時間的一次積分得到速度,速度再經過對時間的一次積分即可得到距離。
缺點
缺點是:1、由於導航信息經過積分而產生,定位誤差隨時間而增大,長期精度差;2、每次使用之前需要較長的初始對準時間;3、設備的價格較昂貴;4、不能給出時間信息。
但慣導有固定的漂移率,這樣會造成物體運動的誤差,因此射程遠的武器通常會採用指令、GPS等對慣導進行定時修正,以獲取持續準確的位置參數。慣導系統目前已經發展出撓性慣導、光纖慣導、激光慣導、微固態慣性儀錶等多種方式。陀螺儀由傳統的繞線陀螺發展到靜電陀螺、激光陀螺、光纖陀螺、微機械陀螺等。激光陀螺測量動態範圍寬,線性度好,性能穩定,具有良好的溫度穩定性和重複性,在高精度的應用領域中一直佔據著主導位置。由於科技進步,成本較低的光纖陀螺(FOG)和微機械陀螺(MEMS)精度越來越高,是未來陀螺技術發展的方向。

No comments:

Post a Comment