慣性導航
通過測量飛機的加速度(慣性)並自動積分,得到飛機的瞬時速度和瞬時位置數據。組成慣性導航系統的器件全部安裝在飛機內,不依賴外部信息,不向外界輻射能量,不易受幹擾。這是壹個自主導航系統。1942年,德國在V-2火箭上首次應用了慣性導航原理。1954慣性導航系統在飛機上測試成功。1958年,毛宇號潛艇靠慣性導航在北極冰層下航行了21天。慣性導航系統通常由慣性測量裝置、計算機、控制顯示器等組成。慣性測量裝置包括加速度計和陀螺儀,也稱為慣性導航組合。三自由度陀螺儀用於測量飛機的三個旋轉運動;三個加速度計用於測量飛機三個平移運動的加速度。計算機根據測得的加速度信號計算出飛機的速度和位置數據。控制顯示屏顯示各種導航參數。根據慣性導航組合在飛機上的安裝方式,分為平臺式慣性導航系統(慣性導航組合安裝在慣性平臺的平臺上)和捷聯式慣性導航系統(慣性導航組合直接安裝在飛機上)。後者省去了平臺,所以結構簡單,體積小,維護方便,但儀器工作條件不好(影響精度),計算工作量大。
慣性導航系統屬於推算導航的壹種方法,即根據連續測量的載體航向角和速度,從壹個已知點的位置到下壹個點的位置,因此可以連續測量運動體的當前位置。利用慣導系統中的陀螺儀組成導航坐標系,將加速度計的測量軸穩定在該坐標系中,並給出航向和姿態角;加速度計用來測量運動物體的加速度,對時間積分壹次得到速度,再對速度和時間積分壹次就可以得到距離。慣性導航系統主要有以下優點:(1)由於它是壹個不依賴任何外界信息,不向外界輻射能量的自主系統,具有良好的隱蔽性,不受外界電磁幹擾的影響;(2)可以在地球表面甚至水下壹直工作。(3)能提供位置、速度、航向和姿態角數據,生成的導航信息連續性好,噪聲低。(4)數據更新率高,短期精度和穩定性好。其缺點是:(1)由於融合了導航信息,定位誤差隨時間增大,長期精度差。(2)每次使用前需要較長的初始對準時間;(3)設備昂貴;(4)無法給出時間信息。