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激光惯导的工作原理(一)

(2017-09-29 18:11:26)
标签:

激光惯导

分类: 惯导科普

惯性导航体系也称作惯性参考体系,是一种不依靠于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航体系。其作业环境不只包含空中、地上,还可以在水下。惯性导航的根本作业原理是以牛顿力学定律为根底,通过丈量载体在惯性参考系的加速度,将它对时刻进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就可以得到在导航坐标系中的速度、偏航角和方位等信息。

惯性导航体系归于推算导航方法,即从一已知点的方位依据接连测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的方位,因而可接连测出运动体的当前方位。惯性导航体系中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系,使加速度计的丈量轴稳定在该坐标系中,并给出航向和姿势角;加速度计用来丈量运动体的加速度,通过对时刻的一次积分得到速度,速度再通过对时刻的一次积分即可得到位移。

现代比较常见的几种导航技能,包含地理导航、惯性导航、卫星导航、无线电导航等等,其中,只要惯性导航是自主的,既不向外界辐射东西,也不必看天空中的恒星或接纳外部的信号,它的隐蔽性是最好的。

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惯性导航,并不像我们所以为的那样“不靠谱”,像国家的很多战略、战术兵器,再如洲际飞行的民航飞机等,都必须依靠惯性导航体系或许惯导体系和其他类型的导航体系的组合。它的造价也比较贵重,像一台导航级(即1小时差错1海里)的惯导体系,至少要几十万,而这种精度的导航体系已满足装备在波音747这样的飞机上了。现在,跟着mems(微电子机械体系)惯性器材技能的前进,商业级、消费等第的惯性导航才逐步走进寻常百姓家 。



惯性导航体系有如下长处:

1、因为它是不依靠于任何外部信息,也不向外部辐射能量的自主式体系,故隐蔽性好,也不受外界电磁搅扰的影响;

2、可全天候、全时刻地作业于空中、地球表面乃至水下

3、能供给方位、速度、航向和姿势角数据,所发生的导航信息接连性好并且噪声低;

4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。



其缺陷是:

1、因为导航信息通过积分而发生,定位差错随时刻而增大,长期精度差;

2、每次使用之前需求较长的初始对准时刻;

3、设备的价格较贵重;

4、不能给出时刻信息。

但惯导有固定的漂移率,这样会造成物体运动的差错,因而射程远的兵器通常会选用指令、GPS等对惯导进行守时批改,以获取继续精确的方位参数。惯导体系现在已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性外表等多种方法。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。激光陀螺丈量动态规模宽,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有着主导方位。

惯性导航 现代生活中必不可少的一个科技产物。


 

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