惯性导航系统研讨.ppt

第十章 惯性导航系统 §1 惯性导航系统组成和工作原理 1. 惯性导航系统定义 定义：惯性导航系统利用惯性元件（加速度计）测量飞机相对与惯性空间的线运动和角运动参数，在给定的初始条件下，通过导航计算机的积分运算，确定飞机的姿态、方位、速度、位置，引导飞机沿区域导航航路飞行的领航系统。 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。 2.分类： 平台式惯性导航系统（水平导航） 加速度计和陀螺仪安装在1～2个三轴陀螺稳定平台上的惯性导航系统。 陀螺稳定平台 捷联式惯性导航系统（水平导航和垂直导航） 将陀螺和加速度计直接固联于机体上的惯性导航系统。 数学平台 3.惯性导航系统组成 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 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 初始数值得引入、导航数据显示、告警等 备用电池组件BU ALIGN ALIGN DC FAIL FAULT ON DC ON DC DC FAIL FAULT 4. 惯导的基本原理 (一) 平台工作原理 陀螺稳定平台是利用陀螺的稳定性和进动性直接或间接地使某一物体对地球或惯性空间保持给定位置或按照给定规律改变起始位置的一种陀螺装置 （二）导航参数测量原理 飞机位置计算原理 地速和航迹角 位置 （三）姿态参数测量原理 惯性导航组件中的陀螺仪确定导航坐标系，当飞机俯仰、倾斜或改变航向时，通过比较机体坐标系和导航坐标系，就可以得出俯仰角、倾斜角和航向 5. 惯性导航系统的输入输出 导航参数：位置、地速、航迹角、偏航角、偏航距离、风向、风速等，通过显示器显示给飞行员或送到其他系统，比如水平状态指示器HSI，姿态指引仪ADI，无线电距离磁指示器RDMI 飞机姿态参数：俯仰角、倾斜角和航向等,送到PFD（Primary Flight Display）、ND(Navigation Display)、PFD、ADI等供飞行员参考，送到自动驾驶系统，供飞管自动驾驶系统对飞行进行控制。 6. 惯导系统的精度及特点 惯导系统精度：漂移误差0.001度/秒 惯导系统特点： （1）自主式导航系统，全球、全天候导航 （2）系统校准后短时定位精度高 （3）体积小，精度高，操作简便，可与航道HSI,FDS交连直观显示飞机位置和飞行姿态。 返回 返回 §2 惯性导航系统操作程序 飞行前 惯性导航系统的自校准 引入现在飞机位置（经纬度），对飞机进行校准 要求：校准过程中不能开车，移动。校准完成后不能断开惯性导航系统电源。 引进航路导航计划（9个航路点） 依次引进航路点的经纬度坐标，人工编排飞行计划。 人工输入VOR/TAC台站的数据（9个） 经纬度坐标 频率 标高 磁差 检查航线数据 为防止编排的航线计划出错，可以使用遥控功能检查航线距离、待飞时间和航线角 飞行中 工作在导航（NAV）方式，引导飞机沿预定航线飞行，向A/P、ADI输入飞机的俯仰、倾斜姿态和平台航向。当飞机失去导航能力或不再需要惯性导航系统提供数据时，可以使用ATT REF方式为飞机提供姿态参数。 滑行：监控真航迹角和滑行速度。 离场入航：选择起始航段 飞机沿预定航线飞行中，在航路点可以利用惯导系统自动转换航段，也可以人工转换航段。 为扰飞雷雨或强顶风区，可以利用惯导修改飞行计划 位置更新：随着飞行时间的增长，惯性导航将产生积累误差，每隔2～3小时需要通过引入检查点进行一次位置更新 VOR/DME 有精确坐标的位置点（NDB台、机场上空、显著地标等） 航站区域飞行：截获ILS前，可根据选定的电台提供非精密导航操作。 惯导的其他功能 顺逆风显示 平行航线飞行 距离现在航迹400nm的范围内，利用惯性导航系统可以执行平行偏离原航线飞行。使用自动驾驶仪时，飞机自动转向偏离航线的平行航迹上。 检查飞行中的航线数据 单独提供姿态基准信号