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10 惯性导航系统实施区域导航
惯性导航
在给定的运动初试条件(初始地理座标和初始速度)下,利用惯性敏感元件测量飞机相对惯性空间的线运动和角运动参数,用计算机推算出飞机的速度、位置和姿态等参数,从而引导飞机航行。
惯性敏感元件:加速度计、陀螺仪
优点:①完全自主式的导航系统;
②系统校准后短时定位精度高。
缺点:存在积累误差,随时间定位精度逐渐降低。
§ 惯导的功能及组成
一、主要功能
⑴测定导航/姿态参数
位置、地速、航迹角、偏航角、偏航距离
以及俯仰角、倾斜角和航向等
⑵制导
二、惯导的组成
惯性导航组件INU
完成导航参数的测量和计算
方式选择组件MSU
选择系统的工作状态
控制显示组件CDU
初试数值得引入、导航数据显示、告警等
备用电池组件BU
三、惯导和飞机其它系统的连接
输入:ADS(真空速、垂直速度和气压高度)、
VOR方位及DME距离
输出:水平状态指示器HSI
姿态指引仪ADI
自动驾驶仪A/P
气象雷达
T/MH
§ 惯导的基本原理
一、基本原理--测量两个基本导航参数:地速、位置
给定初始条件→测定ax、ay Vx、Vy X、Y
二、实现惯导需要解决的问题
1、初始对准
平台调水平并且对准基准方位
2、平台跟踪坐标系类型
惯导跟踪地理坐标系或当地水平面
3、消除有害加速度
牵连加速度和哥氏加速度
4、计算机的功能和精度
积分
积分
惯导的种类
据结构划分成两大类:平台式、捷联式
一、平台式惯导系统
1、分类
半解析式(航空使用):指北方位、游动方位
解析式(航天使用)
几何式(航海使用)
2、平台式惯导的原理
二、捷联式惯导
1、捷联式惯导的原理
数学平台--计算机完成姿态矩阵计算、加速度的坐标变换以及姿态/航向角的计算
2、捷联式惯导的特点
优点:功能更强、结构简单、性能和可靠性更高。
存在的问题:对惯性元件及计算机的要求高、工作环境恶劣。
§ 惯导的误差及对准
确定性误差

随机误差
安装误差
标度误差
初始条件误差
计算误差
陀螺随机漂移
加速度计的零位偏置
惯导的初始对准
惯导系统的初始化内容:给定初始条件、惯导平台的初始对准、陀螺仪的测漂和定标。

一、对准的方法和分类
方法:受控式对准、自主式对准
分类:水平对准、方位对准