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1、第39卷第6期自动化学报Vol.39,No.62013年6月ACTAAUTOMATICASINICAJune,2013惯性技术研究现状及发展趋势王巍1摘要基于惯性系统的运动信息动态精确测量技术是现代各类运载体制导与控制的基础,惯性技术是在各种复杂环境条件下自主地建立运动载体的方位、姿态基准的唯一有效手段.本文介绍了惯性技术的发展历程和近年来国内外惯性技术发展与应用现状,阐述了惯性技术在主要领域的技术研究及应用成果,分析了我国惯性技术与国际先进水平的差距,展望了未来惯性技术的发展趋势.关键词惯性技术,惯性导航,陀螺仪,加速度计引用格式王巍.惯性技术研究现状及发展
2、趋势.自动化学报,2013,39(6):723¡729DOI10.3724/SP.J.1004.2013.00723StatusandDevelopmentTrendofInertialTechnology1WANGWeiAbstractDynamicprecisemeasurementofmovementinformationwhichisbasedoninertialsystemconstructsthefoundationofguidanceandcontrolofvariousvehicles.Theinertialtechnologyistheonl
3、yindependentmeanstoestablishthepositionandattitudereferenceofavehicle.Theroadmapofinertialtechnologyaswellastheapplicationofcurrentinertialtechnologyathomeandabroadisreviewedinthispaper.Atthesametime,theresearchstatusandthemainachievementofinertialtechnologyaregiven.Moreover,thegapb
4、etweenthelevelinChinaandtheinternationalleadinglevelofinertialtechnologyisanalyzedinthepaper.Finally,theforegroundoftheinertialtechnologyisdescribed.KeywordsInertialtechnology,inertialnavigation,gyroscope,accelerometerCitationWangWei.Statusanddevelopmenttrendofinertialtechnology.Act
5、aAutomaticaSinica,2013,39(6):723¡7291惯性技术的重要作用及发展需求算出载体的三维姿态、速度、位置等导航信息.惯性导航系统有平台式和捷联式两类实现方案:前者有惯性技术是惯性敏感器、惯性导航、惯性制导、跟踪导航坐标系的物理平台,惯性仪表安装在平台惯性测量及惯性稳定等技术的统称,是具有自主、连上,对加速度计信号进行积分可得到速度及位置信续、隐蔽特性,无环境限制的载体运动信息感知技息,姿态信息由平台环架上的姿态角传感器提供;惯术,是现代精确导航、制导与控制系统的核心信息导平台可隔离载体角运动,因而能降低动态误差,但源.在构建陆海空天
6、电(磁)五维一体信息化体系中,[2]存在体积大、可靠性低、成本高、维护不便等不足.在实现军事装备机械化与信息化复合式发展的进程捷联式惯导系统没有物理平台,惯性仪表与载体直中,惯性技术具有不可替代的关键支撑作用.惯性技接固连,惯性平台功能由计算机软件实现,姿态角通术是涉及到物理、数学、力学、光学、材料学、精密过计算得到,也称为数学平台".惯导系统的基本机械学及微电子、计算机、控制、测试、先进制造工方程(比力方程)如式(1)所示.艺等技术的一门综合性技术,是衡量一个国家尖端技术水平的重要标志之一[1].¹_Vep=f¹¡(2¹!ie+¹!ep)£V¹ep+¹g(
7、1)惯性导航技术是惯性技术的核心和发展标志,惯性导航系统(Inertianavigationsystem,INS)利式中,V¹ep为载体的地速矢量,f¹是加速度计测量值用陀螺仪和加速度计(统称为惯性仪表)同时测量载(比力),¹!ie为地球转速,¹!ep为平台相对地球的转体运动的角速度和线加速度,并通过计算机实时解速,¹g为重力加速度,2¹!ie£V¹ep为哥氏加速度项,!¹ep£V¹ep为离心加速度项.收稿日期2012-12-31录用日期2013-01-09ManuscriptreceivedDecember31,2012;acceptedJanuary9,由
8、于捷联系统中惯性仪表要承受载体角运动的
