惯性导航的应用和发展论文

南京理工大学

导航定位技术概论课

论文

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2012 年 9 月

论文摘要

目次

1 引言…………………………………………………………………………………

2 惯性导航系统原理…………………………………………………………………

2.1惯性导航定位系统中的基本关系……………………………………………

2.2平台式惯性导航定位系统……………………………………………………

2.3捷联式惯性导航定位系统……………………………………………………

3 惯性导航技术的发展………………………………………………………………

3.1惯性导航的发展历程…………………………………………………………

3.2惯性导航和其他筋络速通导航方式的组合……………………………………………

4 惯性导航技术的应用………………………………………………………………

结束语………………………………………………………………………………

参考文献……………………………………………………………………………

1 引言

惯性导航是一门综合了机电、光学、数学、力学、控制及计算机等学科的尖端技术，是现代科学技术发展到一定阶段的产物。惯导系统能够连续地提供载体的全部导航、制导参数(位置、姿态角、线速度、角速度)，故广泛应用于航海、航天、航空领域，特别是军事领域。

2 惯性导航系统原理

2.1惯性导航定位系统中的基本关系

惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统该系统根据陀螺的输出建立起导航坐标系，根据加速度计输出解算出运载体的速度和位置。

导航解算的加速度信息必须是导航坐标系内的数学向量。可通过两种途径实现这一要求。一种途径是将加速度计安装在稳定平台上，稳定平台由陀螺控制，使平台始终跟踪要求的导航坐标系，这种系统就叫做平台式惯性导航系统。另一种途径是将加速度计和陀螺都直接安装在运载体上，陀螺输出用来解算运载体相对导航坐标系的姿态变换矩阵，加速度计输出经姿态阵变换至导航坐标系内，这相当于建立起来数学平台，这种系统叫做捷联式惯性导航系统。[1]

2.2平台式惯性导航定位系统

指北方位惯导系统:

平台坐标系各轴即陀螺和加速度计的敏感轴与地理坐标系各轴始终保持重合的平台式惯导系统。

自由方位惯导系统:

方位陀螺不施矩，水平陀螺控制平台始终保持水平. 在极区仍存在导航计算溢出的问题，解决方法是采用格网坐标法。

游移方位惯导系统:

平台座标系仍然是地平坐标系，方位跟踪地球的自转。计算量比自由方位小，所以是水平式平台惯导设少林活络膏计首选，LTN-72系列惯导和国产平台式航空惯导都属于游移方位系统。

2.3捷联式惯性导航定位系统

机

体

坐

标

系

b

导航加速度计和陀螺直接安装在载体上。用陀螺测量的角速度信息减去计算的导航坐标系相对惯性空间的角速度量，得载体坐标系相对导航坐标系的角速度