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gps定位器的名词惯性航是什么意思呢

(2019-08-08 14:49:59)

 这里来给你介绍一下gps定位器的各种术语
 1、引言

  惯性导航是 20 世纪中期发展起来的完自主式的导航技术。通过惯性测量组件(IMU)测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息,具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点,且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数(位置、线速度、角速度、姿态角),故广泛应用于航天、航空、航海领域,特别是军事领域。

  

 

  2、分类

  从结构上看,惯性导航分为平台式惯性导和捷联式惯性导

  

 

  平台式惯导系统,其导航加速度计和陀螺都安装在机电导航平台上,加速度计输出的信息,送导航计算机,由其计算航行器位置、速度等导航信息及陀螺的施矩信息。陀螺在施矩信息作用下,通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角速度。而航行器的姿态和方位信息,则从平台的框架轴上直接测量得到。

  

 

  捷联惯导系统,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,得载体坐标系相对导航坐标系的角速度 ,利用该信息计算姿态矩阵。可把载体坐标系轴向加速度信息转换到导航坐标系轴向,再进行导航计算。利用姿态矩阵元素,提取姿态和航向信息。而姿态矩阵计算、加速度信息的坐标变换、姿态与航向角计算可代替导航平台功能。而计算导航坐标系的角速度信息则相对平台坐标系上陀螺旋矩信息,

  3、特点及应用

  捷联式惯性导航的特点及其应用

  捷联式惯导技术是 20世纪 60年代发展起来的,将惯性敏感元件(IMU)直接安装在载体而非机电平台上,以数学平台代替机电式导航平台的导航技术,是惯性导航技术的重要发展方向。20 世纪 70年代以来,作为捷联系统的核心部件,惯性测量装置和计算机技术有很大发展,随着电子技术、计算机技术、现代控制理论的不断进步,为捷联惯性技术的发展创造有利条件。硬件方面,新一代低成本中等精度的惯性器件如压电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、石英加速度计的研制成功,为捷联惯导的飞速发展打下物质基础,元器件中没有传统陀螺的转子式结构,因而具有结构牢固、可靠性高、启动时间短和对线性过载不敏感等特点,在较宽的动态测量范围内具有良好的线性度,是非常理想的捷联惯性测量器件;软件方面,算法编排、误差建模、误差标定与补偿、测试技术等关键技术的不断提高极大地促进了捷联惯导技术的迅猛发展。目前,捷联式惯性技术已广泛应用于飞机、舰船、潜艇、导弹上,大有逐渐取代平台式惯导系统的趋势。

  4、惯导组合

  惯性导航和其他导航方式的组合

  由于惯性导航原理(由惯性传感器敏感的加速度信息积分得到载体的速度和位置)决定了单一惯性导航系统的导航误差将随时间而累积,导航精度随时间而发散,因此惯性导航系统不能单独长时间工作,须定期校准。随着现代控制理论及微电子、计算机和信息融合等的发展,在导航领域展开了以惯性导航系统为主的多导航系统组合导航的研究。 组合导航的基本原理是利用信息融合技术,通过最优估计、数字滤波等信号处理方法把各种导航系统如无线电、卫星、天文、地形及景象匹配等导航系统的结合。以发挥各种导航技术优势,达到比任何单一导航方式更高的导航精度和可靠性。常见有以惯性导航和 GPS 卫星导航组合的(INS/GPS)导航系统。与惯导相比 GPS 具有成本低,导航精度高,且误差不随时间积累等优点,GPS 导航系统输出的导航信息作为系统状态的观测量,通过卡尔曼滤波对系统的状态(位置、速度等)及误差进行最优估计,以实现对惯导系统的校准和误差补偿。而惯导系统自主、实时、连续等优点可弥补 GPS 易受干扰、动态环境可靠性差的不足。INS/GPS 组合方式有松耦合和紧耦合 2 种,如下图。

  

 

  随着多传感器融合理论的发展,组合导航系统从 INS/多普勒、 INS/天文、INS/VOR/DEM、INS/LORAN 等,发展到 INS/地形匹配、NS/GPS和 INS/图像匹配,及多种系统和传感器组合的INS/GPS/地形轮廓/景象匹配。

  应用较成功的是 INS/GPS 和多传感器组合导航系统,如 INS/GPS/GIS(地理信息系统)、INS/TAN(地形辅助导航系统)、INS/GPS/SAR(合成孔径雷达成像)等。从海湾战争到伊拉克战争,采用 GPS/INS 作为中段制导,红外成像、图像匹配、地形辅助作为末制导的复合式制导方式的精确制导武器如 SLAM 和“战斧”巡航导弹,联合直接攻击弹药(JDAM)等发挥强大的摧毁性作用。

  5、 结语

  该技术成本低、可靠性高、尺寸小、功耗低,提高了激光、光纤陀螺等的精度。采用微电子技术的各种新工艺后,可用单晶硅材料做出特性优良和高可靠性的硅微惯性测量装置。惯性传感器及现代控制理论、信息融合技术迅速发展使惯性导航系统正向小型化、捷联化、组合导航的方向发展。多系统融合,自动故障检测、隔离,智能导航和友好的人机交互界面将是未来导航系统的特点。惯性导航技术将在未来导航定位系统中扮演重要角色。
现在的科技越来越发达,我们的生活也应该跟我们的科技一起进步

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原文转至gps定位器,原文地址:
http://www.jsksjx.cn/qietingqi/42369.html

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