惯性导航捷联式惯性导航系统

Question

如题所述

Answer 1

惯性导航系统按使用的陀螺仪类型可分为两类：速率型捷联式和位置型。速率型系统利用速率陀螺仪，提供瞬时平均角速度矢量信号；而位置型系统则使用自由陀螺仪，输出角位移信息。这种导航系统的一大优点是结构简单、体积小，维护方便，但因其陀螺仪和加速度计直接安装在飞行器上，工作环境的不稳定性可能影响仪器精度。

加速度计在机体坐标系中测量的加速度需要通过计算机转换为导航坐标系，这个过程涉及较大的计算量。为了获取飞行器的位置信息，需要对每个测量通道的输出进行积分。然而，陀螺仪的漂移会导致角测量误差随时间线性增加，而加速度计的恒定误差则会导致位置误差与时间平方成正比增长，形成发散误差。为修正这些误差，惯性导航系统通常结合舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路的负反馈机制，以实现高精度定位。

这三种回路都具有无阻尼的周期性振荡特性，因此惯性导航系统通常与无线电、多普勒和天文导航系统结合，形成高精度的组合导航系统，既能提供阻尼作用，又能有效修正误差。然而，导航系统的精度受到地球参数精确度的影响。为了提升精度，高精度的系统需要依赖于参考椭球提供的地球形状和重力参数。然而，地球各点的实际参数与计算值可能存在差异，这被称为重力异常。当前，重力梯度仪的研发正在解决这个问题，通过实时测量重力场，为导航系统提供更准确的地球参数。