技术知识

聚焦科技之美

以高素质团队和专业设备打造业界领先的传感器、混合集成电路产品

聚焦科技之美

技术知识

  主页 / 新闻资讯 / 技术知识 /

捷联式惯性导航和平台式惯性导航有什么区别

作者:admin  更新时间:2017-08-25
我们熟知的惯性导航通常分为两类,分别是捷联式惯性导航和平台式惯性导航,它们利用载体上的加速度计、陀螺仪这两种惯性元件,达到定位、引导控制运动载体的行为,那么它们之间有什么区别呢?
  捷联式惯性导航
  捷联式惯性导航是把惯性测量元件(主要是陀螺仪和加速度计)直接装在飞行器上,用计算机把测量信号变换为导航参数的导航技术。捷联式惯性导航系统的产生有赖于现代电子计算机技术的迅速发展。20世纪50年代,人们开始研制这种新型导航系统,首先用于导引航天器在大气层的飞行,例如美国“阿波罗”号飞船上就曾使用捷联式惯性导航系统。70年代以后,捷联式惯性导航又在导弹和飞机上获得应用。
  捷联式惯性导航系统工作时不依赖外界信息,不易受到干扰破坏,是一种自主式导航系统。相对于平台式惯性导航系统,捷联式省去了惯性平台,系统体积和重量大为减小,维护起来也比较方便。但由于陀螺仪和加速度计直接承受飞机的振动、冲击和角运动,因而会产生动态误差。这就对陀螺仪和加速度计提出更高的要求。仪器测出信号后,要通过计算机的计算,才能得出所需要的导航参数。 捷联式惯性导航系统根据所用陀螺仪的不同可分为两类:一类是采用速率陀螺仪,如单自由度挠性陀螺仪、激光陀螺仪等,它们测得的是飞行器的角速度;一类是采用双自由度陀螺仪,如静电陀螺仪,测得的是飞行器的角位移。
  平台式惯性导航
  平台式惯性导航系统是由三轴陀螺稳定平台,包含陀螺仪、加速度计、导航计算机、控制显示器等部分组成。
  (1)半解析式:也叫做当地水平惯导系统,系统有三轴稳定平台,台面始终平行当地水平面,方向指地理北或其他方位。陀螺仪和加速度计放置在平台上,测量值为载体相对惯性空间沿水平面的分量,需消除地球自转、飞行速度等引起有害加速度后,计算载体相对于地球的速度和位置。可省略垂直通道加速度计,简化系统。主要用于飞机和飞航式导弹。
  (2)几何式:该系统有两个平台,一个装有陀螺相对惯性空间稳定;另一个装有加速度计跟踪地理坐标系。陀螺平台和加速度计平台间的几何关系可确定载体的经纬度,故称几何式惯性导航系统。精度较高,可长时间工作,计算量小,但平台结构复杂。主要用于船舶和潜艇的导航定位。
  (3)解析式:陀螺和加速度计装于统一平台,平台相对于惯性空间稳定。加速度计测量包含重力分量,在导航计算前必须先消除重力加速度影响。求出的参数是相对于惯性空间,需进一步计算转化为相对地球的参数。平台结构较简单,计算量较大,主要用于宇宙飞行和导弹式导弹。
  捷联式惯性导航和平台式惯性导航区别
  省去了惯性平台,陀螺仪和加速度计直接安装在飞行器上,使系统体积小、重量轻、成本低、维护方便。
  需要用计算机对加速度计测得的飞行器加速度信号进行坐标变换,再进行导航计算得出需要的导航参数(航向、地速、航行距离和地理位置等)。这种系统需要进行坐标变换,而且必须进行实时计算,因而要求计算机具有很高的运算速度和较大的容量。