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慣性導(dǎo)航系統(tǒng):現(xiàn)代軍事核心技術(shù)的新展望 發(fā)布時間:2018-04-03   瀏覽量:1821次

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)是一種自主式的導(dǎo)航設(shè)備,能連續(xù)、實(shí)時地提供載體位置、姿態(tài)、速度等信息,并且不依賴外界信息,不受氣候條件和外部各種干擾因素。


慣性導(dǎo)航及控制系統(tǒng)最初主要為航空航天、地面及海上軍事用戶所應(yīng)用,是現(xiàn)代 系統(tǒng)的核心技術(shù)產(chǎn)品,被廣泛應(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,慣性導(dǎo)航技術(shù)已擴(kuò)展到資源勘測、地球物理測量、海洋探測、鐵路、隧道等商用領(lǐng)域,甚至在機(jī)器人、攝像機(jī)、兒童玩具中也被廣泛應(yīng)用。


即使在衛(wèi)星導(dǎo)航大規(guī)模應(yīng)用的今天,慣性導(dǎo)航仍具有不可替代性。慣導(dǎo)不接受衛(wèi)星信號,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)動的姿態(tài)信息,而衛(wèi)星導(dǎo)航無法跟蹤姿態(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;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。


慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種自主式的導(dǎo)航方法,它完全依靠載體上的設(shè)備自主地 確定載體的航向、位置、姿態(tài)和速度等導(dǎo)航參數(shù),而不需要借助外界任何的光、電、磁等信息。


慣性導(dǎo)航是一門涉及精密機(jī)械、計算機(jī)技術(shù)、微電子、光學(xué)、自動控制、材料等多種學(xué)科和領(lǐng)域的綜合技術(shù)。其基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ),通過測量載體在慣性參考系的加速度、角加速度,將它對時間進(jìn)行一次積分,求得運(yùn)動載體的速度、角速度,之后進(jìn)行二次積分求得運(yùn)動載體的位置信息,然后將其變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系,得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置信息等。

 

隨著光電技術(shù)的進(jìn)步,加速度計從傳統(tǒng)的力平衡式加速度計,發(fā)展至功耗較小、組裝更為簡單的石英加速度計,以及輕量化的MEMS加速度計;陀螺儀則從最初的機(jī)械和機(jī)電式陀螺發(fā)展至光纖、激光陀螺儀、MEMS陀螺儀。MEMS慣性傳感器因其價格低、功耗低、體積小的特點(diǎn),其廣泛的應(yīng)用完全打開了慣導(dǎo)商用和民用市場的空間。

 

慣導(dǎo)起源于 ,但我們認(rèn)為其在民商用市場有更加廣闊的發(fā)展前景,慣導(dǎo)技術(shù)在室內(nèi)導(dǎo)航、智能倉儲、智能駕考等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮舉足輕重的作用。隨著MEMS應(yīng)用的拓展和慣導(dǎo)產(chǎn)品在民商用市場的逐步滲透,未來MEMS慣導(dǎo)有望維持快速增長。


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