第3章 惯性导航(4课时).pdf

第三章 惯性导航 3.1 惯性技术概述 3.2 惯性元件  3.2.1 加速度计  3.2.2 舒勒原理  3.2.3 陀螺仪  3.2.4 陀螺稳定平台 3.3 惯性导航系统  3.3.1 概述  3.3.2 惯性导航基本原理  3.3.3 平台式和捷联式惯性导航系统 1  为什么会有惯性导航？ 导航要测量位置和速度参数，都能和牛顿惯 性定律里的加速度联系起来。  用什么测量加速度？加速度计 (accelerometer)  加速度计放在哪？方向稳定的平台 (platform)  怎么保持平台方向？陀螺仪(gyroscope) 2 3 小节提纲 3.1、惯性技术概述 3 3.1 惯性技术概述 惯性 Inertial [inə:ʃiəl]  惯性技术 (1) • 以牛顿惯性定律为基础的、用以实现运动 物体姿态和航迹控制的一项工程技术。 • 目前所说的惯性技术是惯性导航技术、惯 性制导技术、惯性测量技术、惯性元件技 术及惯性元件和系统的测试技术的总称。 制导除包含有导航的含义外，还包含控制，控制自 身按预订航迹进行。 4 3.1 惯性技术概述  惯性技术 (2) • 惯性技术是在经典陀螺力学基础上发展起 来的，综合了当代最新科技成果的多学科 综合性实用尖端技术，在航空、航天、航 海、兵器及许多其他方面获得广泛应用。 • 惯性技术在现代国防科学技术中占据十分 重要的地位，并在许多民用领域中发挥越 来越大的作用。 5 3.1 惯性技术概述  惯性技术 (3)  惯性导航技术 惯性导航是根据牛顿提出的相对惯性空 间的力学定律，利用惯性敏感元件(陀螺仪、 加速度计)测量运载体相对惯性空间的线运动 和角运动参数，在给定的初始条件下，通过 计算机进行积分运算，输出载体的姿态参数 和位置、速度等导航定位参数。 6 3.1 惯性技术概述  惯性技术 (4)  惯性制导技术 惯性制导和惯性导航的工作状态不同， 它是惯性导航与自动控制的结合。它利用导 航参数，产生控制载体运动所需的信号，直 接控制载体的航线。惯性制导用于无人操纵 的运载器上，如弹道式导弹、人造地球卫星 和宇宙探测器的运载火箭等。 7 3.1 惯性技术概述  惯性技术 (5)  惯性测量技术 惯性测量是在惯性导航基础上发展起来 的，与惯性导航系统的硬结构相似，但在软 件和方法上完全不同。定位精度更高，对惯 性元件的要求更高，设备也更复杂和昂贵。 惯性测量系统可以完全自主、快速地测 定经度、