惯性导航工作原理及系统分类

惯性导航系统(INS)是一种自主式的导航设备，能连续、实时地提供载体位置、姿态、速度等信息;特点是不依赖外界信息，不受气候条件和外部各种干扰因素。

惯性导航及控制系统最初主要为航空航天、地面及海上军事用户所应用， 是现代国防系统的核心技术产品，被广泛应用于飞机、导弹、舰船、潜艇、坦克 等国防领域。随着成本的降低和需求的增长，惯性导航技术已扩展到大地测量、 资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等商用领域，甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被广泛应用。

不同领域使用惯性传感器的目的、方法大致相同，但对器件性能要求的侧 重各不相同。从精度方面来看，航天与航海领域对精度要求高，其连续工作时间 也长;从系统寿命来看，卫星、空间站等航天器要求最高，因其发射升空后不可 更换或维修;制导武器对系统寿命要求最短，但可能须要满足长时间战备的要求 。涉及到军事应用等领域，对可靠性要求较高。

惯性导航 的工作原理

惯性导航系统是一种自主式的导航方法，它完全依靠载体上的设备自主地 确定载体的航向、位置、姿态和速度等导航参数，而不需要借助外界任何的光、 电、磁等信息。

惯性导航是一门涉及精密机械、计算机技术、微电子、光学、自动控制、材料等多种学科和领域的综合技术。其基本工作原理是以牛顿力学定律为 基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度、角加速度，将它对时间进行一次积 分，求得运动载体的速度、角速度，之后进行二次积分求得运动载体的位置信息 ，然后将其变换到导航坐标系，得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置信息等。 百度搜索“乐晴智库”，获得更多行业深度研究报告

惯性导航系统分类

惯性导航系统根据陀螺仪的不同，可分为机电(包含液浮、气浮、静电、 挠性等种类)陀螺仪、光学(包含激光、光纤等种类) 陀螺仪、微机械(MEMS)陀螺仪等类型的惯性导航系统。

根据惯性导航系统 的力学编排实现形式又可以分为 :平台式惯性导航系统和 捷联式惯性导航系统。

平台式惯性导航系统是将陀螺仪和加速度等惯性元件通过万向支架角运动 隔离系统与运动载物固联的惯性导航系统。，其惯性测量装臵(加速度计和陀螺仪)安装在机电导航平台上，以平台坐标系为基准，测量运载体运动参数。平台式 惯性导航系统通过框架伺服系统隔离了载体的角运动，因此可以获得较高的系统精度。

目前，平台惯导系统已经达到了很高的水平，但是其造价、维修费用十分 昂贵，而且其采用了框架伺服系统，相对可靠性将会下降。捷联式惯性导航技术是 20世纪 60 年代发展起来的，将惯性测量装臵直接安装在载体而非机电平台上，以数学平台代替机电式导航平台的导航技术，捷联系统惯性测量装臵便于安装 、维修和更换，体积小，是惯性导航技术的一个重要发展方向。但是，捷联系统 由于把惯性测量装臵直接固定在载体上，导致惯性测量装臵工作环境恶化，降低 了系统的应用精度。lw