捷联惯导的基本原理
用陀螺仪测量的载体坐标系b系相对于惯性坐标系i系的角速度,减去导航计算机计算出的导航坐标系n系相对于惯性坐标系的角速度,则得到载体坐标系相对于导航坐标系的角速度,于是利用这个角速度对姿态矩阵进行更新。利用姿态矩阵把加速度计测量的沿载体坐标系轴向的载体的比力信息通过坐标变换,变换到导航坐标系内得到比力分量,然后进行导航计算。同时利用姿态矩阵的元素可以提取航向角和姿态信息。
什么叫做惯性导航?
惯性导航是依据牛顿惯性原理,利用惯性元件(加速度计)来测量运载体本身的加速度,经过积分和运算得到速度和位置,从而达到对运载体导航定位的目的。惯性导航属于一种推算导航方式,即从一已知点的位置根据连续测得的运载体航向角和速度推算出其下一点的位置,因而可连续测出运载体的当前位置。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。惯性导航系统用于各种运动机具中,包括坦克、装甲车、飞机、潜艇、航天飞机等运输工具及导弹,然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。
捷联式惯性指导的原理、特点、应用?
捷联惯导系统的原理与系统参数都有一定的保密性,下面是捷联惯导系统的解释----
惯性技术是惯性导航技术、惯性制导技术、惯性仪表技术、惯性测量技术以及惯性测试设备和装置技术的统称。它在国防科技中占有非常重要的地位,广泛的运用于航天、航空、航海等军事领域;随着惯性技术和计算机技术的不断发展以及成本降低,近几年来,许多国家将其应用领域扩大到民用领域,并发展开辟了更广阔的前景,例如广泛应用于地震、地籍、河流、油田的测量以及摄影、绘图和重力测量等方面。
捷联式惯导的特点
“捷联(Strapdown)”这一术语的英文原义就是“捆绑”的意思。因此,所谓捷联惯性系统也就是将惯性敏感元件(陀螺和加速度计)直接“捆绑”在运载体的机体上,从而完成制导和导航任务的系统。
与平台系统相比,捷联系统有如下特点:
1) 捷联系统敏感元件便于安装、维修和更换;
2) 捷联系统敏感元件可以直接给出舰船坐标系的所有导航参数,提供给导航、稳定控制系统和武备控制系统;
3) 捷联系统敏感元件易于重复布置,从而在惯性敏感元件级别上实现冗余技术,这时提高性能和可*性十分有利;
4) 捷联系统去掉了常平架平台,消除了稳定平台稳定过程的各种误差同时减小系统体积。
捷联系统把敏感元件直接固定在载体上导致惯性敏感元件工作环境恶化,降低了系统的精度。因此,必须采取误差补偿措施,或采用新型的光学陀螺。随着电子计算机技术、精密加工技术以及光电技术等的进步,捷联惯导系统越发显示它的光明前途。
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什么是"惯性导航"和"天体导航"?
利用星空中恒星(天体)作参照物,不断计算运动物体当前所处位置,从而得知要到达的目标的距离、方位,并据此调整运动物体的运动方向,从而引导运动物体到达目标,这种引导方式为“天体导航”。
高速旋转的陀螺其转轴在惯性作用下,具有一个稳定不变的取向,主要利用陀螺这惯性原理制成的陀螺仪作为运动方向的参照物,调整运动物体的运动方向,使其到达预定目标的引导方式为“惯性导航”。