惯性导航基本原理(惯性导航组成)

惯性导航的原理

惯性导航是综合了机电、光学、数学、力学、控制及计算机等学科的尖端技术。惯性是指惯性器件即陀螺仪和加速计,其中陀螺仪用来测量运载体的角速度,加速计用来测量运载体的加速度。导航是指确定运载体的位置、航向及姿态。惯性导航系统是指将敏感器件如陀螺仪和加速计数据视为导航参数的解算系统,该系统根据陀螺的输出建立起导航坐标系,根据加速计输出解算出运载体的速度和位置。

这些都是理论的一些知识,有些公司就基于以上理论开发出了一些产品。国外的代表公司有Honeywell、SEER Technology,定位精度基本上为2%-5%,也就是说用户行走1km,位置误差为20米,这是无法满足实际应用需求的,会延误逃生、救援等和位置精度密切相关的应急任务。国内也有几家公司在做,如微迈森,湖南格纳微科技等。目前做得好的定位精度达到了0.3%,相当于走1公里误差不到3米,可以适应15km/h的走路、小跑、侧移、后退等任意步行姿态,基本可以满足实际应用需求了。

什么是惯性导航技术,惯性导航是如何实现的?

惯性导航是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标中,就能够得到在导航坐标中的速度、偏航角和位置等信息。但惯性导航系统由于陀螺仪零点漂移严重,车辆震动等因素,导致无法通过直接积分加速度获得高精度的方位和速度等信息,即现有的惯性导航系统很难长时间独立工作。

惯导模块是指采用GNSS(BDS/GPS系统联合定位)/INS组合导航定位技术,凭借高精度六轴惯性器件和成熟的惯性算法,无需里程计或速度信号接入,且无严格安装要求,即使在隧道、车库等弱信号环境下也能为车辆提供高精度的定位模块。

惯导模块SKM-4DX工作原理:

在车载导航中接入基于GNSS/INS组合导航定位的高性能车载组合惯导模块SKM-4DX,充分利用惯性导航系统和卫星导航系统优点,凭借高精度六轴惯性器件和成熟的惯性算法,无需里程计或速度信号接入,获得最优的导航结果;尤其是当卫星导航系统无法工作时,利用惯性导航系统使得导航系统继续工作,保证导航系统的正常工作,提高车载导航系统的稳定性和可靠性。

惯性导航系统的简介

惯性导航系统(INS,Inertial Navigation System)也称作惯性参考系统,是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。

惯性导航系统属于推算导航方式,即从一已知点的位置根据连续测得的运动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,经过对时间的一次积分得到速度,速度再经过对时间的一次积分即可得到位移。 其缺点是:1、由于导航信息经过积分而产生,定位误差随时间而增大,长期精度差;2、每次使用之前需要较长的初始对准时间;3、设备的价格较昂贵;4、不能给出时间信息。

但惯导有固定的漂移率,这样会造成物体运动的误差,因此射程远的武器通常会采用指令、GPS等对惯导进行定时修正,以获取持续准确的位置参数。惯导系统目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式。陀螺仪由传统的绕线陀螺发展到静电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺等。激光陀螺测量动态范围宽,线性度好,性能稳定,具有良好的温度稳定性和重复性,在高精度的应用领域中一直占据着主导位置。由于科技进步,成本较低的光纤陀螺(FOG)和微机械陀螺(MEMS)精度越来越高,是未来陀螺技术发展的方向。

惯性导航基本原理(惯性导航组成)

惯性导航基本原理

惯性导航系统(INS )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导航坐标系,根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。

惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。 扩展资料

惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。

特性

误差随时间和运动距离累积

需要初始信息

成本高、 笨重

完全自主性和高可靠性(军用和航空航天)

导航信息完备、 连续

随着时间的推移惯导系统的.误差是累积的。所以,惯导系统只能维持短时间的高精度,但惯导系统能够全程提供载体的姿态信息(偏航角、俯仰角、横滚角)。因此,在远距离、长航时的导航任务中,通常采用“组合导航”的体制。用其他导航系统之长(有界误差),弥补惯导系统之短(无界误差);又以惯导系统之长(能提供全姿态信息),弥补其他导航系统之短(不能提供姿态信息)。

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