惯性导航,是利用陀螺仪和加速度传感器这两种惯性传感器元件,去分别测出飞机相对于惯性空间的角运动信息和线运动信息,并在给定初始条件下,由计算机推算出飞机的姿态、航向、速度、位置等导航参数的自主式导航方法。牛顿力学定律是惯性导航的理论基础。现代比较常见的几种导航技术,包括天文导航、惯性导航、卫星导航、无线电导航等等,其中,只有惯性导航是自主的,既不向外界辐射东西,也不用看天空中的恒星或接收外部的信号,它的隐蔽性是比较好的。惯性导航在自动驾驶定位系统中具有不可替代性。广州惯性导航INS哪家好
惯性导航系统通过对陀螺仪测量的角速度进行积分运算和坐标变换,计算车体的姿态角(横滚、俯仰角)和方位角。根据姿态角可以计算出重力加速度在各个坐标轴上的分量,加速度计测量得的各轴加速度,减去重力加速度分量后积分,得到速度和位置。惯导计算得到的状态,用于预测车辆当前的位置,再和卫星定位接收机得到的位置(或观测数据)进行比较。比较的偏差包含了惯导的推算误差和卫星接收机的定位误差,通过数据融合算法进行加权后,用于修正惯导的预测,让惯导的预测越来越准确。江苏惯性导航系统生产商目前无人机的导航技术主要有惯性导航、卫星导航、地形辅助导航、地磁导航等多个方面。
惯性导航技术的原始应用都采用稳定平台技术。在这样的系统里,惯性敏感器安装在一个稳定平台上,并与运载体的转动进行隔离。平台系统现在仍然很常用,特别是在需要精确估算导航参数的场合(如船舶和潜艇)。现代系统通过把敏感器固连(或固定)在运载体的亮体上而去除了平台系统大部分的机械复杂性。和等效的平台系统相比,这种方法的潜在好处是成本降低、尺寸减小、可靠性提高。结果,小型、精确的惯性导航系统现在可以装到小型导弹上,所带来的主要问题是计算复杂性明显增加,而且需要能测量高转速的器件。然而,计算机技术的不断进步与造用敏感器的开发相结合,使这种设计成为现实。
惯性导航的目的是实现自主式导航,即不依赖外界信息,包括卫星信号、北极指引等。那么惯性是如何实现的呢?惯性导航工作的关键原理是:它从过去自身的运动轨迹推算出自己目前的方位。其工作技术原理不外乎就是以下三条基本公式:距离=速度×时间,速度=加速度×时间,角度=角速度×时间。首先,检测(或设定好)初始信息,包括初始位置、初始朝向、初始姿态等。然后,用IMU时刻检测物体运动的变化信息。其中,加速度计测量加速度,利用原理a=F/M,测量物体的线加速度,然后乘以时间得到速度,再乘以时间就得到位移,从而确定物体的位置;而陀螺仪则测量物体的角速率,以物体的初始方位作为初始条件,对角速率进行积分,进而时刻得到物体当前方向;还有电子罗盘,能在水平位置确认物体朝向。这3个传感器可相互校正,得到较为准确的姿态参数。惯性导航是一门涉及精密机械、计算机技术、微电子、光学、自动控制、材料等多种学科和领域的综合技术。
惯性导航的应用:惯性测量装置,包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。前者是测量物体的加速度,后者又被叫做角速度传感器,是测量角速度的。利用这些装置的参数,计算并导航看起来似乎很简单,但是由于采样频率一般很高(一秒内几十甚至几百次),所以累加起来误差很容易扩大,所以长时间的导航仍然有很大的困难。但是在一定的前提下,短时间内的使用还是可行的。日常手机导航中,常常会出现隧道、高架、密林小路、高楼窄道等地段,导航突然不动了,直到车开到开阔地带,导航中的车位图标才突然跳过去,体验非常的不好。在失去位置的时候,导航软件知道速度、车辆的位置、行驶路线等信息。结合加速度传感器提供的加速度,可以根据二次积分的方式计算出加速度产生的位移,然后根据初始速度计算出速度产生的位移,进而推算出车辆新的位置。这样,在没有GNSS的情况下仍然可以继续导航了。惯性导航系统属于一种推算导航方式。珠三角国内惯性导航INS
在没有GPS卫星信号的情况下仍然可以使用惯性导航。广州惯性导航INS哪家好
惯性导航系统(INS)是利用惯性传感器(IMU)测量载体的比力及角速度信息,结合给定的初始条件,与GNSS等系统的信息融合,从而进行实时推算速度、位置、姿态等参数的自主式导航系统。具体来说惯性导航系统属于一种推算导航方式。即从一已知点的位置根据连续测得的运载体航向角和速度推算出其下一点的位置,因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统采用加速度计和陀螺仪传感器来测量载体的运动参数。其中三个垂直布置的陀螺仪用于测量载体绕自身三个坐标轴的转动角速度,同时也敏感地球自转的角速度。广州惯性导航INS哪家好
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