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。惯性导航系统有望凭借其自主性成为自动驾驶高精度定位中必不可少的关键部件。苏州车道级惯性导航INS
惯性导航的在导航界地位:惯性导航系统航可以说是个老古董了,但其地位依旧不可动摇。不管是卫星导航,还是无线电导航,都需要外界设备的辅助;而天文导航也需要观察天体的位置;他们都不得不受限于外源信息,一旦不能用卫星,没有了导航台,看不见星星,那么这些导航系统就完全瘫痪了。但惯性导航完全不需要借助然后外源的信息。他用于计算的初始数据来自自身,既不受外界干扰影响,也不向外发送任何信号,更不用借助任何其他设备。一个词:单独自主!毫无疑问,惯性导航在很多地方都是第1选择。同时,其他的地位系统定位时是一个个点,而惯性导航的地位却是连续的曲线,这也是一大优势。江苏惯性导航INS算法惯性导航的工作原理是以牛顿力学定律为基础的。
惯性导航,是指通过测量运动体的加速度并进行积分运算,获得运动体的瞬时速度和瞬时位置数据的技术,主要由陀螺仪和加速度计提供物理参数。卫星导航系统需要依靠卫星完成导航工作,而惯性导航依靠自身搭载的惯性器件完成导航工作,不依靠外界信息,也不向外部辐射能量,具备较高的隐蔽性。同时,惯性导航系统可以全天候工作于高空、地表、水下等各种环境,覆盖范围较广,与卫星导航系统相比数据提供也更为丰富,是一种自主式导航系统。组合导航是指综合各种导航设备来进行导航的技术。大多数组合导航系统以惯导系统为主,其原因主要是由于惯性导航能够提供较多的导航参数和全姿态信息等参数,相较其他导航系统更为优越。
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。惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、不易受到干扰的自主式导航系统。
惯性导航原理基于牛顿的惯性定律,所以惯性导航可以理解是利用加速度计测量出物体的加速度,然后乘以时间得到速度,然后再乘以时间就得到位移,从而确定物体的位置。另一方面,用陀螺仪测量物体的角速度,然后乘以时间得到角度,从而确定物体的朝向。惯性导航系统有着以下优点:1、隐蔽性好,因为它不向外发射信号,也不接收外部信号,所以不容易被发现;2、全天候,惯导系统不需要特定的时间或者地理因素,随时随地都可以运行;3、提供的参数多,比如GNSS卫星导航,只能给出位置,方向,速度信息,但是惯导同时还能提供姿态和航向信息;4、导航信息更新速率高,目前常见的GNSS更新速率为每秒1次,但是惯导可以达到每秒几百次更新甚至更高。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。车载组合惯性导航器件
GPS卫星导航,只能给出位置,方向,速度信息,但是惯导同时还能提供姿态和航向信息。苏州车道级惯性导航INS
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。苏州车道级惯性导航INS
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