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 HYPERLINK  导航系统-惯性导航 原文地址：/view/c95f09f9529f59787a392559c8b4e5a5.html 导航系统--区域导航 导航系统课程内容 ? 传统导航 ? 仪表导航 ? 无线电导航 ? 区域导航 ? 简单区域导航（DME/DME、DME/VOR） ? 卫星导航 ? 惯性导航 ? 所需导航性能 ? RNP参数 ? 基于性能的导航（PBN） 2014年12月21日 导航系统 1 导航系统--区域导航 惯性导航概述 ? 惯性导航系统功能 ? 自动测量飞机各种导航参数及飞机控制参数，供飞行员使用 ? 与飞机其他控制系统相配合完成对飞机的人工或自动控制 ? 基本导航参数 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 即时位置 地速 航向角 航迹角 航迹误差 偏流角 风速、风向 待飞时间、待飞距离 飞机姿态角、角速率 导航系统 2 2014年12月21日 导航系统--区域导航 惯性导航系统------基本导航参数 2014年12月21日 导航系统 3 导航系统--区域导航 惯导系统与飞机其它系统的连接 控制显示 组件 备用电池组件 大气数据系统 航路/进近转换 调协头 测距器（DME） 全向信标（VOR） 自动信号 引进组件 方式选择 组件 水平状态 指示器 姿态指引 指示器 自动驾驶仪 惯性导 航组件 气象雷达 真航向、磁航向 （更新/不更新） 信号器 2014年12月21日 导航系统 4 导航系统--区域导航 惯性导航系统组成 ? 基本组成 ? 惯导组件 传感器、平台、导航计算机进行导航数据计算 ? 控制显示组件 导航参数显示、初始数据的引入、系统实验、故障显示和告警 ? 方式选择组件 控制系统的工作状态 ? 备用电池组件 交流电源失效时，作为备用电源 2014年12月21日 导航系统 5 导航系统--区域导航 惯导传感器部件 上盖 加速度计 电路板 激光陀螺(RLG) 电源 外壳 高压电源 2014年12月21日 导航系统 6 导航系统--区域导航 INS/GPS 组合部件 2014年12月21日 导航系统 7 导航系统--区域导航 惯导基本原理 2014年12月21日 导航系统 8 导航系统--区域导航 惯性导航系统简要原理 2014年12月21日 导航系统 9 导航系统--区域导航 二自由度导航系统简要原理 2014年12月21日 导航系统 10 导航系统--区域导航 惯导平台 2014年12月21日 导航系统 11 导航系统--区域导航 坐标系之间的转换关系 ? 在飞机??模拟惯性坐标系或地理坐标系 ? 利用三自由度自由陀螺或定位陀螺来模拟惯性系或地理系 ? 坐标系转换关系 ? 地理坐标系与机体坐标系的关系（姿态角） ? 地理坐标系与惯性坐标系的关系（位置） ? 地球坐标系与惯性坐标系的关系 2014年12月21日 导航系统 12 导航系统--区域导航 地理坐标系与机体坐标系的关系 ? 设起始时地理坐标系与机体坐标系重合。 ? 飞机绕其竖轴转动ψ角，相当于飞机方位发生了变化，即航向 发生了变化 ? 飞机绕其纵轴转动γ角，相当于飞机有倾斜角。 ? 飞机绕其横轴转动θ角，相当于飞机有俯仰角。 ? 姿态角定义 ? 航向角：飞机纵轴在水平面内的投影相对地理系指北线夹角 ? 俯仰角：飞机纵轴与地平面间的夹角或飞机绕其横轴的转角 ? 倾斜角：飞机横轴与地平面间的夹角或飞机绕其纵轴的转角 2014年12月21日 导航系统 13 导航系统--区域导航 机体系与地理系之间的关系 地理系向机体系转换: XB 俯仰 ZB ZB XG YG ZG ψ:真航向 γ:倾斜 XB YB ZB XB 偏航 YB 2014年12月21日 导航系统 14 YB 倾斜 ? :俯仰 导航系统--区域导航 坐标系变换 ? x? V ?? ? ? y? 则 V ? CV ? x? V ? ? ? ? y ? 其中 ? cos? C?? ?? sin ? sin ? ? cos? ? ? 2014年12月21日 导航系统 15 导航系统--区域导航 绕定点转动 坐标变换 绕着X轴相对外框架转 过α 角，可以得到 0 ? x1 ? ?1 ? y ? ? ?0 cos? ? 1? ? ? ? z1 ? ? ? ?0 ? sin ? 0 ?? X ? ?X ? ? Y ? ? R (? ) ? Y ? sin ? ? 1 ?? ? ? ? ? cos? ? ?? ?Z ? ? ?Z ? ? 导航系统--区域导航 绕定点转动 坐标变换 绕着y1轴相对外框架转过β 角，可以得到 ? x2 ? ?cos ? ?y ? ? ? 0 ? 2? ? ? ? z2 ? ? ? ? sin ? 0 ? sin ? ? ? x1 ? ? x1 ? ?