第3章节惯性导航系统幻灯片.pptVIP

3.5 惯导平台-6 休拉调谐的实现途径：复摆、陀螺、休拉调整平台。 3.6 组合导航-1 惯性导航：自主式，误差累积； 多普勒系统：误差与工作时间无关，必威体育官网网址性差； 天文导航：位置精度高，受观测星体可见度影响； 卫星导航：精度高，全球、全天候，大机动丢失目标； 取长补短。 3.6 组合导航-2 惯性导航+GPS是一种非常完美的组合导航方式； 卡尔曼滤波，信息融合理论的应用； 有什么信息源就用什么信息源； 在军事上，惯导系统的地位是不可取代的，组合导航系统也都是以惯性导航为主的。 3.7 小结 建立在惯性原理基础上的惯性导航系统，不需要任何外来信息，也不向外辐射任何信息，仅靠惯性导航系统本身就能全天候、在全球范围内和任何介质环境里自主地、隐蔽地获取运载体完备运动信息； 尽管其他导航方式的某些性能可能远优于惯导系统，但惯导仍是运载体不可缺少的核心导航设备； 惯性导航综合了机电、光学、数学、力学、控制及计算机等学科。 天文导航、星光导航 双星定位原理 天文导航系统： 陀螺稳定平台 星体跟踪器 计算机 返回 卫星导航(GPS)-1 GPS系统主要由导航卫星、地面站及用户设备组成； GPS的导航卫星由24颗工作星以及一定数量可随时投入工作的备份星组成，运行周期约12h，工作星分布在6条20000km高度的近圆轨道上，地球上任一点可同时观测到6-11颗工作星； 工作原理： 卫星导航(GPS)-2 根据信号延时，获得用户与卫星的伪距离： 为第i颗卫星的信号传播延时； X、Y、Z、Xsi、Ysi、Zsi都是相对惯性坐标系的坐标。 卫星导航(GPS)-3 返回 多普勒导航 1942年多普勒发现，运动物体上发射的声波频率f1与反射波频率f2之间存在如下关系： 返回 第3章 惯性导航系统 3.1 惯性导航系统概述 3.2 平台式惯导系统(物理平台) 3.3 捷联式惯导系统(数学算法) 3.4 两种惯导系统的简单比较 3.5 惯导系统平台(陀螺稳定平台) 3.6 组合导航 3.7 小结 3.1 惯导系统概述-1 导航----定位； 天文导航； 无线电导航； 地磁导航； 卫星导航； 地形匹配； 惯性导航；惯性导航有其独特的优点，自主式导航。 3.1 惯导系统概述-2 地球椭球模型 长半轴(km) 扁率(a-b)/a 适用地区 Clarke(1866) 6378.206 1/294.9786982 北美 Krasovski (1940) 6378.245 1/298.30 前苏联 International (1924) 6378.388 1/297.0　 前苏联 WGS—84 (1984) 6378.137 1/298.257223568 全球 3.1 惯导系统概述-3 地球重力场由万有引力 和地球自转产生的离心 力合成； 地球表面某点纬度，是 该点的垂线方向与赤道 平面之间的夹角； 三种垂线对应三种纬度： 地心、测地、重力(天文) 3.1 惯导系统概述-4 由于运动的相对性，必须定义坐标系。 导航中通常应用惯性坐标系有两种： 1) 太阳中心惯性坐标系； 2) 地心惯性坐标系。 确定运动体相对地球位置的坐标系： 1) 地理坐标系； 2) 地球坐标系； 3) 大圆弧坐标系。 3.1 惯导系统概述-5 太阳中心惯性坐标系 地球公转平面 3.1 惯导系统概述-6 地心惯性坐标系(不随地球自转) 地球自转轴 3.1 惯导系统概述-7 地理坐标系(东北天配置) 3.1 惯导系统概述-8 地球坐标系(与地球固联) 零子午线 东经90deg 3.1 惯导系统概述-9 大圆弧坐标系 A-发射点；B-目标点；P-飞行器位置。 三点确定新赤道面 3.1 惯导系统概述-10 加速度计、平台、积分器、初始条件调整 简化惯导系统原理图 3.2 平台式惯导系统-1 从总体设计来说，各类惯导系统都必须解决两个问题：一是建立参考坐标系；二是利用加速度计的输出得到有效导航信息。 那么不同坐标系的选取就构成不同的方案。 半解析式惯导系统(物理平台跟踪水平面)： 1) 固定方位半解析式惯导系统； 2) 自由方位半解析式惯导系统。 解析式惯导系统(物理平台相对惯性空间固定) 3.2 平台式惯导系统-2 半解析式惯导系统平台 3.2 平台式惯导系统-3 固定方位半解析式惯导系统原理图 3.2 平台式惯导系统-4 一次积分得到速度分量 再次积分可以得到载体所在的经度和纬度 3.2 平台式惯导系统-5 平台在载体上的安装 3.2 平台