惯性导航ppt汇总

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1、1第一讲微惯性测量的基本原理与发展史21.1导航一、导航——基本概念检测和确定这些参数是通过具有导航功能的系统完成。表征载体（运动物体）在空间运动过程的基本参数。位置、速度、姿态是描述载体运动的基本参数。导航的实质：获取载体的三种基本参数、或部分参数。31.1导航一、导航——基本概念导：引导航：航行导航：引导载体到达目的地的指示或控制过程。确定载体的位置、速度、姿态导航：引导一个物体从一个地方航行到另一个地方。（指：飞行器、舰船、车辆、人等）41.1导航一、导航——分类自主式导航：非自主式导航：不需要外部辅助，譬如惯性导航

2、、多普勒导航和天文导航等；需要有关的地面或空中设备配合完成，如无线电导航、卫星导航。51.1导航一、导航——任务与系统提供载体运动的空间6自由度导航参数：即3维位置和3维角度，决定一个物体在三维空间的位置和姿态。导航系统：能提供导航参数，实现导航任务的系统。导航装置通常分为陆基和星基两大类。早期导航系统：主要由功能单一的仪表组成.当前导航系统：由各种传感器构成的高精度多功能系统61.1导航一、导航——两种工作状态指示状态：自动导航状态：在这两种工作状态下：导航系统的作用只是提供导航参数，为自动控制和导引载体按预定轨迹准确到

3、达目的地的制导过程提供信息保障。导航系统提供的信息仅供驾驶员操作和引导载体之用，导航系统不直接对载体进行控制。导航系统直接提供载体自动驾驶控制系统所需的信息，由其操纵和引导载体。71.2导航-发展历程一、导航——发展历程发展历程：不同的导航手段①指路：最简单的导航方式，其特点是依赖于我们对周围环境已知特征或固定物体的观察和识别，并在他们之间运动。通常这些特征物的位置称为“航路点”②地图：通过观察地图上的地理特征（如道路、山谷、河流等）来确定自己的位置。这些特征可根据网格系统（即坐标系）标志在地图上。有了坐标系，导航员就能确

4、定自己在坐标系的位置（因此，坐标系对于导航过程来说是最基本的）。81.2导航-发展历程一、导航——发展历程发展历程：不同的导航手段③观星：即天体观测，观测自己相对于固定天体的位置。固定天体有效地确定了一个在空间固定的坐标系，通常被称为“惯性”坐标系，天体观测可确定自己相对于该坐标系的位置。海上导航使用较多。④推算：根据初始位置和速度、方位的测量来计算当前位置。⑤惯性导航：利用惯性敏感器（陀螺仪和加速度计）测量相对于惯性坐标系的转动和平移来完成。91.2导航-发展历程指南针的始祖——司南中国古代罗盘针战国时期，利用磁石制成，

5、确定南北方位。指南针：北宋初期。罗盘针：把指南针固定在方位盘中。101.2导航-发展历程六分仪天文经纬仪111.2导航-发展历程导航系统的发展过程：古代：指南针、天文、时钟、地形标识早期飞行依靠磁罗盘，速度表等导航仪表30年代各种无线电导航的问世60-70年代惯性导航系统、多普勒导航系统80年代末全球定位导航系统问世90年代惯性/卫星组合导航系统大量推广21世纪新型导航系统和容错组合导航系统121.2导航-发展历程罗盘导航、地标导航中国航海所使用的是磁针浮于水面的‘水罗盘’；欧洲改进，发展出具有固定支点的磁针，即‘旱罗盘

6、’；18世纪末，‘液体磁罗经’出现，其罗盘悬浮于盛满液体的罗盘中，因液体的浮力作用，罗盘支撑轴针与轴承间的摩擦力大大减小，提高了系统的灵敏度和稳定度。早期的地标导航：利用在地图或海图上已标明位置的地物、地标，在载体上用光学等方法，用测向或测距法定出载体的地理位置。这种方法简单，但易受气候和地域条件的限制。131.2导航-发展历程无线电导航利用无线电波在均匀介质和自由空间直线传播及恒速两大特性进行导航。两种定位方式：（1）通过设置在载体和地面上的收发系统，测量载体相对地面台站的距离、距离差、相位差进行定位。（2）通过载体上的

7、接收系统，接收地面台站发射的无线电信号，测量载体相对于已知地面台站的方位角进行定位。141.2导航-发展历程无线电导航特点无线电导航的优点（3点）：精度高可靠性高价格低无线电导航的缺点（5点）：依赖地面台站配合电波易受干扰自身易暴露生存力差对抗性弱151.2导航-发展历程多普勒导航20世纪60～70年代，不依赖地面导航台站的多普勒雷达导航系统出现。利用多普勒频移效应，测量载体相对地面的速度，进而完成导航任务。161.2导航-发展历程多普勒导航特点多普勒导航的优点：多普勒导航的缺点：（无需地面台站配合）主动工作、自主性强（1

8、）易受干扰、易暴露。（雷达开机发射电波）（2）定位精度与反射面的具体情况密切相关。（如：海面、沙漠反射性差）（3）精度受雷达天线姿态影响大。（如：载体做大机动运动时，可能无法收到反射波）171.2导航-发展历程卫星导航通过围绕地球运行的人造地球卫星安装在载体上的卫星导航接收机接收卫星信号，并计算出自身的