惯性导航系统中的陀螺仪的工作原理——王教授讲解

对于惯性导航系统在一般人的理解认识中会感到陌生，对于圈子里行业里的人来说是简单不能再简单的的认知了。这里面我所要讲解的是以普通人 对惯导系统没有清楚地认识或者是刚入门的同学以一篇简单的文章就能够清楚地认识了解惯性导航的工作原理和知识的一篇博客。

惯性导航系统中的陀螺仪的工作原理——王教授讲解

惯性导航： 经过丈量飞行器的加速度，并自动进行积分运算，取得飞行器瞬时速度和瞬时方位数据的技能。构成惯性导航体系的设备都装置在运载体内，作业时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易遭到烦扰，是一种自立式导航体系。利用加速度计来丈量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度和方位，然后抵达对运载体导航定位的目的。构成惯性导航体系的设备都装置在运载体内，作业时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易遭到烦扰，是一种自立式导航体系。惯性导航体系通常由惯性丈量设备、计算机、操控显示器等构成。惯性丈量设备包括加速度计和陀螺仪，又称惯性丈量单元。

构成

惯性导航系统一般由惯性测量设备、计算机、操控显示器等构成

惯性测量设备包含加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合

3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个滚动运动

3个加速度计用来测量飞行器的

3个平移运动的加速度

计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和方位数据

操控显示器显示各种导航参数，完成功用

 惯性导航系统中的陀螺仪的工作原理——王教授讲解

其中陀螺仪在惯导系统中起到很重要的作用

陀螺仪的原理即是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改动的。大家依据这个道理，用它来坚持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。咱们骑自行车本来也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股坚持水平的力气。陀螺仪在作业时要给它一个力，使它敏捷旋转起来，通常能达到每分钟几十万转，可以作业很长时间。然后用多种办法读取轴所指示的方向，并主动将数据信号传给控制系统。惯性导航系统中的陀螺仪的工作原理——王教授讲解

现代陀螺仪是一种能够精确地断定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，帆海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的开展对一个国家的工业，国防和其它高科技的开展具有十分主要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对技术构造的请求很高，构造杂乱，它的精度受到了许多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的开展现已进入了一个全新的期间。1976年 等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代今后，现代光纤陀螺仪就得到了十分敏捷的开展，与此一起激光谐振陀螺仪也有了很大的开展。因为光纤陀螺仪具有构造紧凑，灵敏度高，作业牢靠等等长处，所以现在光纤陀螺仪在许多的领域现已完全替代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的要害部件。和光纤陀螺仪一起开展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个主要的开展方向。

LH20 光纤陀螺捷联惯导系统是针对战术级应用背景研制的惯性导航产品，可满足载体全
天候全自主三轴姿态、速度及位置测量需求，LH20光纤陀螺捷联惯导具备自对准/传递对准、
短期惯导及组合导航功能。LH20 由三个全固态光纤陀螺、三个石英挠性加速度计、信号处理
电路、系统结构件和相关软件等组成，并预留接口可与 GPS/BD 等进行组合，导航结果通过
RS232/422 串行总线输出。LH20 具有体积小、重量轻、快响应、全固态、高可靠性、寿命长、
环境适应性强和抗干扰能力强等优点。
  主要性能指标
初始对准
对准方式：静基座自对准、传递对准。
对准时间：小于 3min(静基座)、小于 1min(传递对准)；
 
静基座、微幅扰动下水平姿态(俯仰、横滚)对准精度(1σ)：≤0.05º；
静基座、微幅扰动下航向对准精度(1σ)：≤0.3º。
姿态保持精度
➢ 1h 纯惯性状态：
水平姿态(俯仰、横滚)保持精度(1σ)：≤0. 1º；
航向保持精度(1σ)：≤0.2º；
卫星组合导航状态：
水平姿态(俯仰、横滚)保持精度(1σ)：≤0. 05º；
航向保持精度(1σ)：≤0.1º；
速度精度(1σ)：≤1m/s；
GPS/BD 组合导航位置精度(CEP)：≤15m。

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