第五章 惯性导航系统(PPT-70).pptVIP

第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 电子姿态指引仪 电子水平状态指示器 垂直速度指示器 无线电距离磁指示器 大气数据 计算机 气象雷达 姿态、航向、航迹 风速、风向 偏航角 三轴速度／加速度 惯性垂直速度 数字式飞行数据 搜集系统组件 高度 真空速 高度速率 经度、纬度 风速、风向 偏流角 飞行路径角 惯性垂直速度 地速 加速度 惯性基准组件 防滑自动 刹车系统 飞行管理 计算机 近地警告系统 飞行控制 计算机 偏航 阻尼器 推力管理 计算机 惯性基准 方式板 姿态 起始位置 位置 三轴速度、加速度磁航向 真航向 姿态 磁航向 起始位置 真航向 航迹角 即时位置 风速、风向 地速 三轴机体角速率 三轴加速度、速度姿态、航向、航迹角、航迹速率 离散信号 机体偏航速率 航迹角 机体横向加速度 倾斜角 姿态、速率 惯性高度 惯性垂直速度 姿态 加速度 波音７５７、７６７飞机惯性基准系统联接方框图 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 九、惯性导航技术的发展 1、微型固态惯性传感器的兴起 到以经典力学为基础的惯性元件有逐渐被非经典力学类的惯性元件取代的趋势。 一类是光学陀螺（激光陀螺、光纤陀螺）。 另一类是微型固态惯性传感器。这些惯性传感器将集成电路与新型传感器技术结合起来，在一块单晶硅片上做出陀螺和加速度计。 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 九、惯性导航技术的发展 2、平台惯导系统向捷联式激光陀螺惯性基准系统发展 （1）与平台式惯导系统相比，其体积、重量、制造成本都占优势，其维护费与购置费之比也低于平台式惯导系统。 （2）可靠性高，减少了惯导系统中的零部件，因此故障率低。捷联式惯导系统容易采用多测量元件，实现余度配置。 （3）惯性测量组件可实现多种功能。 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 九、惯性导航技术的发展 3、以惯导为主的组合导航系统的应用 纯惯导系统不能满足远程、长时间飞行的导航精度要求。为提高惯导系统精度，可以通过两条技术途径：一是提高惯性元件制造精度，或探索新型惯性元件；二是采用组合导航技术，发展以惯导系统为主，辅之其它导航系统，这被认为是导航技术的发展方向。 组合导航的形式有多种，其中全球定位系统（GPS）与惯导系统（INS）组合，惯性与图像匹配组合是90年代新型导航技术。 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 九、惯性导航技术的发展 3、以惯导为主的组合导航系统的应用 GPS与惯导系统组合有互补功能。惯导系统性是航程推算系统，其主要优点是高度自主性，缺点是位置误差是随时间积累的。GPS单独使用时，容易出现信号丢失现象，原因可能是敌方干扰、天线遮挡、飞机高度机动飞行等，而且导航数据更新率不高。GPS和惯导系统最优组合起来，意味着惯导系统可利用GPS稳定的高精度信息补偿陀螺漂移及其他误差源造成的位置误差；GPS利用惯导系统信息辅助，提高接收机的抗干扰能力和高动态信号跟踪能力。 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 九、惯性导航技术的发展 3、以惯导为主的组合导航系统的应用 惯性与图像匹配组合导航是预先把可测量的与时间无关的地形变量数值编成数字地图，存储在飞机上的计算机中，当飞机飞越地区时，对地形再次进行测量，若飞行中所测得的数字地图与原先编制好的数字地图失配，则计算机会发出修正航线的指令，使飞机按预设航线飞行；设测得的数字地图与原先测量编制好的数字地图相匹配，则飞机保持正确的航线飞行单纯的数字地图不能提供任何导航信息，只有通过与惯导系统的匹配技术，组合成一种导航系统，实现互补，才能提高导航精度。 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 九、惯性导航技术的发展 4、惯性导航系统将向多功能惯性基准系统发展 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 四、加速度测量问题 导航的基本方程 引力加速度G，是地球引力加速度Ge、月球引力加速度Gm、太阳引力加速度GS和其它天体引力加速度的矢量和，即 由此可得加速度计检测质量敏感的比力为 于检测质量属于在地球表面附近的运动，并和地球一起绕太阳公转，因而它也具有与地球相同的向心加速度，故而 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 四、加速度测量问题 导航的基本方程 在地球表面附近，月球引力加速度的量值Gm≈3.9×10-6Ge ；太阳系中距地球最近的是金星，其引力加速度约为1.9×10-8Ge ；太阳系的行星中质量最大的是木星，其引力加速度约为3.7×10-8Ge 。至于太阳系外的其它星系，因距地球遥远，其引力加速度更加微小。对于一般精度的惯导系统，月球及其它天体引力加速度的影响可略去不计。考虑这些关系，加速度计检测质量感测的比力可写为 第五章 惯性导航系统 第五章 惯性导航系统 四、加速度测