惯性导航系统：导航不再非卫星不可

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1、惯性导航系统：导航不再非卫星不可更新时间：2014-2-11资讯：冯培德院士畅谈我国航空惯性导航发展美研发授时惯性测量装置，应对GPS卫星失效美军所研制的惯性导航系统欲代替GPS面临两大难题美国军方出台惯性导航系统应对GPS干扰法惯性导航系统服务英航母问答：什么是惯性导航系统？惯性导航系统（INS，InertialNavigationSystem）也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量（如无线电导航那样）的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿

2、力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。惯性导航系统有哪些优点？惯性导航系统有如下优点：1、由于它是不依赖于任何外部信息，也不向外部辐射能量的自主式系统，故隐蔽性好，也不受外界电磁干扰的影响；2、可全天候、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低；4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。惯性导航系统有什么缺点？其缺点是：1、由于导航信息经过积分

3、而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；2、每次使用之前需要较长的初始对准时间；3、设备的价格较昂贵；4、不能给出时间信息。惯性导航系统的工作原理是什么？惯性导航系统属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度，经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离有没有什么好的惯性导航书籍可供学

4、习？1.《Strapdowninertialnavigationtechnology》，DavidH.TittertonandJohnL.Weston,惯导经典书籍。2.《AppliedMathematicsinIntegratedNavigationSystems》，详细的误差方程推导，初始对准的方法也很有借鉴意义。附有simulink的仿真。将GPS和惯性导航技术相结合有什么优点？这种组合，充分发挥了两个系统的优点，单天线GPS不能提供姿态信息，而惯导系统可以，GPS的输出频率一般低于20Hz，但是惯导系统的输出频

5、率一般大于50Hz,所以在动态较高的应用中，惯导提供了更多的信息。另外在GPS系统出现故障的情况下，比如在城市环境中，GPS信号受遮挡，不能提供位置和速度信息的时候，惯导系统依然能够在一定时间bridge这个gpsgap。同时由于惯导系统的误差是积累的，所以单独的惯导系统不能够长时间工作，否则解算的结果会飘的很严重，GPS的误差是不积累的，可以用于校正惯导系统的误差。惯性导航技术的理论技术是什么？惯性导航系统的工作机理是建立在牛顿经典力学的基础上的。牛顿定律告诉人们：一个物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动；

6、而且，物体的加速度正比于作用在物体上的外力。如果能够测量得到加速度，那么通过加速度对时间的连续数学积分就可计算得到物体的速度和位置的变化。惯性导航技术的特点是什么？不同于其他类型的导航系统，惯性导航系统是完全自主的，它既不向外部发射信号，也不从外部接收信号。惯性导航系统必须精确地知道在导航起始时运载体的位置，惯性测量值用来估算在启动之后所发生的位置变化除了改进惯导系统中的陀螺仪等设备，还有没有其它办法解决惯性导航长时间工作的精度问题？组合导航可以解决这一问题。比如说ＧＰＳ与惯导组合，ＧＰＳ可以准确提供飞机经、纬度和地速

7、信息，而且它不随时间增加误差，由这些值同惯导输出的相应值进行比较，并对惯导进行校正，消除惯导的积累误差，使其达到接近ＧＰＳ的精度。而一旦ＧＰＳ失锁，失去信号时，可以依靠惯导自主导航。此时，惯导的积累误差也仅仅是从ＧＰＳ失锁时算起，而不是通常的按起飞时算起，显然可以大大改善惯导精度。与国外同类设备相比，国产惯性导航设备现在是什么样的水平？像惯导这样的高技术产品，我们与国外的差距有十年左右。美国九十年代就开始淘汰挠性陀螺惯导系统，我们现在还在大量使用；国外的激光陀螺技术已经实用，尤其是美国，现役的飞机几乎全部装备或者正在换

8、装激光陀螺惯导系统，而我们到这一步还得几年时间。飞行器惯性导航系统是安装在飞行器上测的还是由观测站接收测的？惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。由此可见，惯性导航系统是安装在运动物体（如飞行器）上的，它不能安装在地面上，与地面没有关系。INS（惯性导航系统）与IMU（惯性