慣性導(dǎo)航系統(tǒng)屬于推算導(dǎo)航方式，即從一已知點(diǎn)的位置根據(jù)連續(xù)測(cè)得的運(yùn)動(dòng)體航向角和速度推算出其下一點(diǎn)的位置，因而可連續(xù)測(cè)出運(yùn)動(dòng)體的當(dāng)前位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的陀螺儀用來(lái)形成一個(gè)導(dǎo)航坐標(biāo)系，使加速度計(jì)的測(cè)量軸穩(wěn)定在該坐標(biāo)系中，并給出航向和姿態(tài)角；加速度計(jì)用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)體的加速度，經(jīng)過(guò)對(duì)時(shí)間的一次積分得到速度，速度再經(jīng)過(guò)對(duì)時(shí)間的一次積分即可得到位移?，F(xiàn)代比較常見(jiàn)的幾種導(dǎo)航技術(shù)，包括天文導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、無(wú)線電導(dǎo)航等等，其中，只有慣性導(dǎo)航是自主的，既不向外界輻射東西，也不用看天空中的恒星或接收外部的信號(hào)，它的隱蔽性是比較好的。慣導(dǎo)系統(tǒng)可以為運(yùn)動(dòng)載體提供位置、速度、姿態(tài)（航向角、俯仰角、橫滾角）等信息。山東公交車慣性導(dǎo)航INS
慣性導(dǎo)航的應(yīng)用：慣性測(cè)量裝置，包括加速度計(jì)和陀螺儀，又稱慣性導(dǎo)航組合。前者是測(cè)量物體的加速度，后者又被叫做角速度傳感器，是測(cè)量角速度的。利用這些裝置的參數(shù)，計(jì)算并導(dǎo)航看起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，但是由于采樣頻率一般很高（一秒內(nèi)幾十甚至幾百次），所以累加起來(lái)誤差很容易擴(kuò)大，所以長(zhǎng)時(shí)間的導(dǎo)航仍然有很大的困難。但是在一定的前提下，短時(shí)間內(nèi)的使用還是可行的。日常手機(jī)導(dǎo)航中，常常會(huì)出現(xiàn)隧道、高架、密林小路、高樓窄道等地段，導(dǎo)航突然不動(dòng)了，直到車開(kāi)到開(kāi)闊地帶，導(dǎo)航中的車位圖標(biāo)才突然跳過(guò)去，體驗(yàn)非常的不好。在失去位置的時(shí)候，導(dǎo)航軟件知道速度、車輛的位置、行駛路線等信息。結(jié)合加速度傳感器提供的加速度，可以根據(jù)二次積分的方式計(jì)算出加速度產(chǎn)生的位移，然后根據(jù)初始速度計(jì)算出速度產(chǎn)生的位移，進(jìn)而推算出車輛新的位置。這樣，在沒(méi)有GNSS的情況下仍然可以繼續(xù)導(dǎo)航了。M8L慣性導(dǎo)航系統(tǒng)元件慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有自主、隱蔽、全時(shí)空、全天候、免維護(hù)、精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。
加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一。依靠它對(duì)比力的測(cè)量，完成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)確定載體的位置、速度以及產(chǎn)生跟蹤信號(hào)的任務(wù)。載體加速度的測(cè)量必須十分準(zhǔn)確地進(jìn)行，而且是在由陀螺穩(wěn)定的參考坐標(biāo)系中進(jìn)行。在不需要進(jìn)行高度控制的慣導(dǎo)系統(tǒng)中，只要兩個(gè)加速度計(jì)就可以完成以上任務(wù)，否則是應(yīng)該有三個(gè)加速度計(jì)。加速度計(jì)的分類：按照輸入與輸出的關(guān)系可分為普通型、積分性和二次積分型；按物理原理可分為擺式和非擺式，擺式加速度計(jì)包括擺式積分加速度計(jì)、液浮擺式加速度計(jì)和撓性擺式加速度計(jì)，非擺式加速度計(jì)包括振梁加速度計(jì)和靜電加速度計(jì)；按測(cè)量的自由度可分為單軸、雙軸、三軸；按測(cè)量精度可分為高精度（優(yōu)于10?4m/s2）、中精度（10-2m/s2–10-3m/s2）和低精度（低于0.1m/s2）。
慣性導(dǎo)航的數(shù)據(jù)更新頻率更高，可以提供高頻率的定位結(jié)果輸出。攝像頭的幀率一般是30Hz，時(shí)間不確定性為33ms；GNSS延遲一般是100-200ms；而慣導(dǎo)預(yù)測(cè)狀態(tài)的延遲只有幾ms，因此可以用慣導(dǎo)估算并補(bǔ)償其他傳感器的延遲，實(shí)現(xiàn)全局同步。在車輛行駛的時(shí)候，GNSS的延遲是100ms，攝像頭拍攝環(huán)境目標(biāo)時(shí)，圖像實(shí)際位置和GNSS報(bào)告的位置將會(huì)出現(xiàn)不一致，假設(shè)汽車時(shí)速120km/h，100ms的延遲意味著3.3米的距離的延遲，此時(shí)地圖和目標(biāo)識(shí)別的精度再高也失去意義。而如果使用組合慣導(dǎo)，位置的延遲將約為2.5ms，由此導(dǎo)致的誤差只為0.08m，更能夠保證行車的安全性。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)由陀螺儀和加速度計(jì)組成，通過(guò)測(cè)量加速度和角速度獲取定位信息，是目前容易獲得且精度夠用的運(yùn)動(dòng)傳感器。系統(tǒng)包括加工工藝、傳感器校準(zhǔn)、軟硬件的深度結(jié)合、系統(tǒng)集成后傳感器衰退情況、環(huán)境適應(yīng)性、車上安裝誤差補(bǔ)償度、汽車行業(yè)體系認(rèn)證等。對(duì)于慣性器件本身，衡量其優(yōu)劣的技術(shù)指標(biāo)有零偏不穩(wěn)定性，隨機(jī)游走，艾倫方差等。慣性導(dǎo)航發(fā)展已有百年歷史，早期的角速度測(cè)量使用機(jī)械陀螺，利用陀螺的進(jìn)動(dòng)效應(yīng)，形成角度姿態(tài)的測(cè)量?jī)x器，它與角速度成比例關(guān)系。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人類測(cè)量角速度的工具越來(lái)越多，如動(dòng)力協(xié)調(diào)陀螺、靜電陀螺、光纖陀螺、激光陀螺等。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通常由慣性測(cè)量裝備、計(jì)算機(jī)、顯示器等組成。江蘇UBLOX慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
慣性導(dǎo)航具有哪些優(yōu)勢(shì)？山東公交車慣性導(dǎo)航INS
慣性導(dǎo)航及控制系統(tǒng)開(kāi)始主要為航空航天、地面及海上用戶所應(yīng)用，是現(xiàn)代系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品，被普遍應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船、潛艇、坦克等領(lǐng)域。隨著成本的降低和需求的增長(zhǎng)，慣性導(dǎo)航技術(shù)已擴(kuò)展到資源勘測(cè)、地球物理測(cè)量、海洋探測(cè)、鐵路、隧道等商用領(lǐng)域，甚至在機(jī)器人、攝像機(jī)、兒童玩具中也被普遍應(yīng)用。即使在衛(wèi)星導(dǎo)航大規(guī)模應(yīng)用的現(xiàn)在，慣性導(dǎo)航仍具有不可替代性。慣導(dǎo)不接受衛(wèi)星信號(hào)，也不向外輻射能量，因此隱蔽性、抗干擾性較強(qiáng)；慣導(dǎo)輸出物體運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)信息，而衛(wèi)星導(dǎo)航無(wú)法跟蹤姿態(tài)；慣性導(dǎo)航的頻率大于衛(wèi)星導(dǎo)航，可攜帶更多信息，適應(yīng)載體的高速運(yùn)動(dòng)；慣導(dǎo)+衛(wèi)星的組合導(dǎo)航優(yōu)劣互補(bǔ)、已大規(guī)模應(yīng)用。山東公交車慣性導(dǎo)航INS
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