惯性导航系统是导航系统之一。后来惯导系统通过集成在微型芯片上的原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动计算出载体平台的瞬时速度、位置信息并为载体提供精确的授时服务。惯性导航在当今社会中起到了很大的作用,不管是民用用途还是别的方面,或是每个人的贴身用品里都离不开惯性导航、IMU等定位定姿的系统,从飞机的航行导弹的飞行定位、潜艇的定位航行、汽车的无信号区导航、单兵系统的指示导航都离不开惯导系统的应用。无人机惯性导航系统的优点是什么?云南惯性导航系统算法
惯性导航系统通常由惯性测量装备、计算机、显示器等组成。惯性测量装备由加速度计和陀螺仪这两大关键惯性元器件组成。三个自由度的陀螺用来测量飞行器的角加速度,三个加速度计用来测量飞行器的加速度,计算机通过测得的角加速度和加速度数据计算出飞行器的速度和位子数据。下面就具体来说说这两大关键惯性元器件。陀螺仪:传统意义上的陀螺仪是安装在框架中绕回转体的对称轴高速旋转的物体,具有稳定性和进动性,利用这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,现在习惯上把能够完成陀螺功能的装臵统称为陀螺。加速度计:加速度计是用来感测运动载体,沿一定方向的比力的惯性器件,可以测量出加速度和重力,从而计算载体的速度和位置。云南惯性导航系统算法惯性导航技术是决定载体运行品质、运行安全、运行控制的关键关键技术。
惯性导航之所以能取得现在的成功,必然离不开如下优点:1,隐蔽性强。惯性导航系统是完全意义上的自主式导航,既不会影响外界环境同时也不会受外界电磁场干扰。基于这一点,在高机密领域中,惯性导航是非常合理的一款选择。2,寿命长。惯性导航的出错率极低,可以长时间在天空、地面及水中工作,此外惯性导航系统的续航时间也较长,几乎可以使全天候地在野外开展导航工作。3,数据精确。惯性导航系统能够根据测量的少量状态信息推导出位置、速度、航行角等众多准确的信息,在一定时间内并且可以有效地保证数据传输的稳定性和一致性。
目前,惯性导航分为两大类:平台式惯导和捷联式惯导。它们的主要区别在于,前者有实体的物理平台,陀螺和加速度计置于由陀螺定的平台上,该平台跟踪导航坐标系,以实现速度和位置解算,姿态数据直接取自于平台的环架;在捷联式惯导中,陀螺和加速度计直接固连在载体上。惯性平台的功能由计算机完成,故有时也称作“数学平台”,它的姿态数据时通过计算得到的。惯导有固定的漂移率,这样会造成物体运动的误差,因此长射程的武器通常会采用指令、GNSS等对惯导进行定时修正,以获取持续准确的位置参数。比如中距空空导弹中段采用捷联式惯导+指令修正,以获取持续准确的位置参数。惯性导航既不受外界干扰影响,也不向外辐射能力,更不用借助其他外部设备。
惯性导航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。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角;加速度计用来测量运动体的加速度经过对时间的一次和分得到速度,速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。惯性导航系统有如下主要优点:1、由于它是不依赖于任何外部信息.也不向外部辐射能量的自主式系统.故隐蔽性好已不受外界电磁干扰的影响;2、可全天流全球、全时间地工作于空中地球表面乃至水下;3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据,所产生的导航信息连续性好而且噪声低;4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。惯导系统可以为运动载体提供位置、速度、姿态(航向角、俯仰角、横滚角)等信息。广东惯性导航系统元件
惯性导航系统的工作环境不但包括空中、地面,还可以在水下。云南惯性导航系统算法
惯性导航的局限:之所以会出现卫星导航,还是因为惯性导航的确定了。比起其他导航,惯性导航有一个较大的局限:积累误差。MCU的运算都是量化的,难免会有误差,而惯性导航更是持续计算,积累起来的误差有时会达到不可接受的地步,解决这个问题的办法通常就是补偿和修正:每隔一段时间重新调整一下位置、速度、角速度这些量进行校正。4、惯性导航的应用前景:惯性导航在现在应用较多的是把惯性导航和GPS、北斗卫星导航结合在一起,做成组合导航来使用。比如GPS/北斗+惯性导航一体车载组合导航系统。云南惯性导航系统算法
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