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惯性导航基本原理;1 引言
2 惯性导航的组成
3 加速度计测量原理
4 平台式惯性导航基本原理
5 捷联惯性导航基本原理
6 误差分析
7 惯性导航初始对准
8 功能与用途
;(1)惯性导航系统功能
测量载体相对于惯性坐标系的加速度、角速度,通过
积分计算获取载体的导航信息。;(3)系统分类
平台式惯导系统
捷联式惯导系统;(5)惯导优点
① 依靠自身测量信息进行连续定位;
② 不需接收外部信息,不受外界干扰;
③ 不向外部辐射能量,具有隐蔽性;
④ 可同时确定载体位置/速度/姿态信息。;2 惯性导航的组成;2、控制显示组件:包括导航参数的显示,初始值的引入,系统实验故障显示和告警等。
3、方式选择组件:主要用来控制系统的工作状态。
4、备用电池组件:特殊情况下供电。
;;;;加速度计;; 测量载体在惯性坐标系中的加速度,然后一次积分得到速度,二次积分得到位置。;平台式惯导系统组成; 陀螺、加速度计固联在载体上。
测量载体相对于惯性系的旋转角速度、加速度矢量(在载体坐标系中的值)。然后依据初始时刻载体的位置、速度及姿态,计算出载体坐标系相对于惯性系的姿态角、加速度,对加速度一次(二次)积分得到速度(位置)。;其中
:b系至 i系的旋转变换矩阵;
:捷联陀螺测得的 b系相对于i系旋转角速度矢
量在 b系中的值, 为其轴向分量。;i系: “数学平台”坐标系,b 系中的视加速度
测量值转换至该系,位置、速度参数在该
系中计算。;捷联式惯性导航系统的特点:;假设载体沿 y 轴方向做匀加速直线运动。;假设视加速度、角速度有常值误差 ,则;三类误差:静态、动态、随机误差。
误差原因:惯性元件不尽完善,安装误差,温度
变化等。;7 惯性导航初始对准;2.对准要求
精确、快速。传感器精度高,同时对陀螺、加速度计进行补偿
3.对准方法和过程
过程:分两步即粗对准和精对准
自主对准,不依赖外信息,受控式(依赖外信息)
方法:光的方法,天文的方法
粗对准:利用重力和地球自转角速率,直接估算初始姿态矩阵。
精对准:精确校正计算参考坐标系n¢与真实参考坐标系n之间的小失准角f。;8 功能与用途惯性导航基本原理;1 引言
2 惯性导航的组成
3 加速度计测量原理
4 平台式惯性导航基本原理
5 捷联惯性导航基本原理
6 误差分析
7 惯性导航初始对准
8 功能与用途
;(1)惯性导航系统功能
测量载体相对于惯性坐标系的加速度、角速度,通过
积分计算获取载体的导航信息。;(3)系统分类
平台式惯导系统
捷联式惯导系统;(5)惯导优点
① 依靠自身测量信息进行连续定位;
② 不需接收外部信息,不受外界干扰;
③ 不向外部辐射能量,具有隐蔽性;
④ 可同时确定载体位置/速度/姿态信息。;2 惯性导航的组成;2、控制显示组件:包括导航参数的显示,初始值的引入,系统实验故障显示和告警等。
3、方式选择组件:主要用来控制系统的工作状态。
4、备用电池组件:特殊情况下供电。
;;;;加速度计;; 测量载体在惯性坐标系中的加速度,然后一次积分得到速度,二次积分得到位置。;平台式惯导系统组成; 陀螺、加速度计固联在载体上。
测量载体相对于惯性系的旋转角速度、加速度矢量(在载体坐标系中的值)。然后依据初始时刻载体的位置、速度及姿态,计算出载体坐标系相对于惯性系的姿态角、加速度,对加速度一次(二次)积分得到速度(位置)。;其中
:b系至 i系的旋转变换矩阵;
:捷联陀螺测得的 b系相对于i系旋转角速度矢
量在 b系中的值, 为其轴向分量。;i系: “数学平台”坐标系,b 系中的视加速度
测量值转换至该系,位置、速度参数在该
系中计算。;捷联式惯性导航系统的特点:;假设载体沿 y 轴方向做匀加速直线运动。;假设视加速度、角速度有常值误差 ,则;三类误差:静态、动态、随机误差。
误差原因:惯性元件不尽完善,安装误差,温度
变化等。;7 惯性导航初始对准;2.对准要求
精确、快速。传感器精度高,同时对陀螺、加速度计进行补偿
3.对准方法和过程
过程:分两步即粗对准和精对准
自主对准,不依赖外信息,受控式(依赖外信息)
方法:光的方法,天文的方法
粗对准:利用重力和地球自转角速率,直接估算初始姿态矩阵。
精
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