慣性導航系統在船艦導航、陸地導航、航空導航、航天導航四大導航領域中均有應用,因此可是說是全方面覆蓋的導航。在船艦導航中,主要應用是船舶導航系統,主要測量的船舶的航行角,確保行駛在正確的航線上。陸地導航則是裝載在私家車上,結合GNSS導航系統為汽車行駛導航。航空導航主要是用于飛機導航。因為空中缺乏參照物,因此飛機的航線主要是依據導航系統來確定的,并且精度的要求較高。航天導航則是裝載在衛(wèi)星、宇宙飛船等航天器上,這類慣性導航系統的精度要求更高,且更加穩(wěn)定。慣性導航系統(INS)是一種自主式推算導航技術,不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量。國產慣性導航INS市場
慣性導航是怎么工作的呢?假設三軸加速度計,x軸一直指向東方,y軸一直指向北方,z軸一直指向天上,那么慣性導航的任務就變得特別簡單,x軸方向上加速度的積分,就是經度的變化率,y軸方向上加速度的積分,就是緯度的變化率,z軸方向上加速度的積分,就是高度的變化率。有了經緯度的變化率以及經緯度的初始值,我們就很容易能夠求得物理當前所在的位置。這樣看來,如果不關注物體的朝向,只用加速度計就能實現慣性導航。然而實際上,我們還必須借助陀螺儀,簡單的原因就是,你如何不借助陀螺儀就能讓三軸加速度計x,y,z三個軸的指向一直保持東,北和天呢?根據上面的原理想法分析,人們就設計出了一款平臺式慣性導航系統(GINS)。這個系統說簡單點,就是設計了一個會自動調節(jié)的慣性平臺,不管物體怎么轉動,平臺能始終保持姿態(tài)不變。上海進口慣性導航系統慣性導航可以提供準確的導航和定位信息。
慣性導航系統通過對陀螺儀測量的角速度進行積分運算和坐標變換,計算車體的姿態(tài)角(橫滾、俯仰角)和方位角。根據姿態(tài)角可以計算出重力加速度在各個坐標軸上的分量,加速度計測量得的各軸加速度,減去重力加速度分量后積分,得到速度和位置。慣導計算得到的狀態(tài),用于預測車輛當前的位置,再和衛(wèi)星定位接收機得到的位置(或觀測數據)進行比較。比較的偏差包含了慣導的推算誤差和衛(wèi)星接收機的定位誤差,通過數據融合算法進行加權后,用于修正慣導的預測,讓慣導的預測越來越準確。
慣性導航的局限:之所以會出現衛(wèi)星導航,還是因為慣性導航的確定了。比起其他導航,慣性導航有一個較大的局限:積累誤差。MCU的運算都是量化的,難免會有誤差,而慣性導航更是持續(xù)計算,積累起來的誤差有時會達到不可接受的地步,解決這個問題的辦法通常就是補償和修正:每隔一段時間重新調整一下位置、速度、角速度這些量進行校正。4、慣性導航的應用前景:慣性導航在現在應用較多的是把慣性導航和GPS、北斗衛(wèi)星導航結合在一起,做成組合導航來使用。比如GPS/北斗+慣性導航一體車載組合導航系統。慣性導航系統需要對IMU采集到的數據進行處理和融合,以得到航位信息。
慣性導航系統是導航系統之一。后來慣導系統通過集成在微型芯片上的原子陀螺儀、加速器和原子鐘精確測量載體平臺相對慣性空間的角速率和加速度信息,利用牛頓運動定律自動計算出載體平臺的瞬時速度、位置信息并為載體提供精確的授時服務。慣性導航在當今社會中起到了很大的作用,不管是民用用途還是別的方面,或是每個人的貼身用品里都離不開慣性導航、IMU等定位定姿的系統,從飛機的航行導彈的飛行定位、潛艇的定位航行、汽車的無信號區(qū)導航、單兵系統的指示導航都離不開慣導系統的應用。慣性導航既不受外界干擾影響,也不向外輻射能力,更不用借助其他外部設備。國內慣性導航INS供應
無人機慣性導航系統具有使用成本低,機動靈活,載荷多樣性,用途普遍,操作簡單,安全可靠等優(yōu)點。國產慣性導航INS市場
慣性導航的優(yōu)勢:1、慣性導航定位不需要外源信息:慣性導航可以說是個老古董了,但在現在其地位依舊不可動搖。不管是衛(wèi)星導航,還是無線電導航,都受限于外源信息。一旦衛(wèi)星不可用,沒有了導航臺,那么這些導航系統就完全癱瘓了。但慣性導航完全不需要借助外源的信息。它用于計算的初始數據來自自身,既不受外界干擾影響,也不向外發(fā)送任何信號,更不用借助任何其他設備。2、慣性導航定位的連續(xù)性:其他的導航定位系統定位時是一個個點,而慣性導航的地位卻是連續(xù)的曲線,這也是一大優(yōu)勢。國產慣性導航INS市場
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