捷联惯性导航系统的发展

2022-07-26 16:21 点击:123 编辑:邮轮网

光纤陀螺技术经过“八五”,、“九五”的攻关,在精度、动态性能、工程化等方面取得了较大的进步,但是要实现型号应用和批量化生产,还要解决很多的工程问题。光纤陀螺工程化应用主要包括温度、振动、可靠性等方面。其中FOG的温度特性是制约其走向实用化的主要障碍。FOG的光纤环、Y-波导、光源、祸合器等都受温度影响。要克服温度影响,在结构、工艺上的研究及电路上进行修正和补偿是硬件上努力的方向,另外开展光纤陀螺的温度建模及补偿是软件上努力的方向。船用垂直基准在动态武器平台中有着广泛的应用,可广泛用于船载天线稳定系统、瞄线动态稳定系统、舰载直升机航姿系统的初始定姿,以及远程鱼雷、导弹的动基座快速传递对准等。应用中等精度的光纤陀螺组成船用捷联系统可以给舰船提供实时的三维姿态角信息。但是由于采用的是中等精度的光纤陀螺,系统不能自主完成初始对准,通常由外部信号基准辅助完成系统的初始对准。例如采用GPS定姿或磁航向计赋予系统初始航向角,由地平仪赋予系统的初始水平姿态角。这不仅增加了整套系统的成本,而且降低了系统的可靠性。同时在标定外部基准和惯导系统的安装关系时,不可避免的引入了测量误差,降低了系统的水平姿态角的测量精度。

捷联惯性导航系统的捷联系统的特点

是惯性组合体与载体固联,陀螺和加速度计直接承受载体的运动(包括震动),因此捷联系统的动态误差要比平台式系统的动态误差大,对敏感器件的可靠性和抗冲击性能要求比较高。与挠性陀螺相比,光纤陀螺应用在捷联系统上有更突出的优点。
发展
优缺点 由于惯性仪表直接连接在载体上,省去了机电式的导航平台,从而给系统带来了很多优点:
1.整个系统的体积、重量和成本大大降低,通常陀螺仪和加速度计只占导航平台的1/7;
2.惯性仪表便于安装维护,便于更换;
3.惯性仪表可以给出轴向的线加速度和角速度,这些信息是控制系统所需要的。和平台式系统相比,捷联式系统可以提供更多的导航和制导信息;
4.惯性仪表便于采用余度配置,提高系统的性能和可靠性; 1.惯性仪表固连在载体上,直接承受载体的震动和冲击,工作环境恶劣;
2.惯性仪表特别是陀螺仪直接测量载体的角运动,高性能歼击机角速度可达400°/s,这样陀螺的测量范围是0.01-400°/s,如果采用机械捷联惯导系统,这就要求捷联陀螺有大的施矩速度和高性能的再平衡回路;
3.平台式系统的陀螺仪安装在平台上,可以用相对于重力加速度和地球自转加速度的任意定向来进行测试,便于误差标定;而捷联陀螺则不具备这个条件,因而系统标定比较困难,从而要求捷联陀螺有更高的参数稳定性。
研制高精度的捷联陀螺和进行捷联陀螺的误差补偿,是捷联惯导系统的重要关键技术。在此基础上研究高精度的捷联算法成为提高精度的又一个关键技术。

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