河南慣性導(dǎo)航INS模組

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-07-01

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是導(dǎo)航系統(tǒng)之一。后來(lái)慣導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)集成在微型芯片上的原子陀螺儀、加速器和原子鐘精確測(cè)量載體平臺(tái)相對(duì)慣性空間的角速率和加速度信息,利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律自動(dòng)計(jì)算出載體平臺(tái)的瞬時(shí)速度、位置信息并為載體提供精確的授時(shí)服務(wù)。慣性導(dǎo)航在當(dāng)今社會(huì)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(gè)人的貼身用品里都離不開(kāi)慣性導(dǎo)航、IMU等定位定姿的系統(tǒng),從飛機(jī)的航行導(dǎo)彈的飛行定位、潛艇的定位航行、汽車的無(wú)信號(hào)區(qū)導(dǎo)航、單兵系統(tǒng)的指示導(dǎo)航都離不開(kāi)慣導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)都是用于導(dǎo)航的技術(shù)。河南慣性導(dǎo)航INS模組

慣導(dǎo)系統(tǒng)由陀螺儀和加速度計(jì)兩部分組成:1、陀螺儀有穩(wěn)定指向一個(gè)方向的性質(zhì),并且不與外界的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)。將這樣的設(shè)備裝在方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上時(shí),就可以測(cè)量出物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。2、加速度計(jì)能夠測(cè)出物體運(yùn)動(dòng)的加速度值,配合時(shí)間記錄,根據(jù)s=(1/2)a*t^2即可計(jì)算出距離。三軸陀螺儀分別指向坐標(biāo)軸中的xyz軸,在這三軸上再加上加速度計(jì),就組成了慣性導(dǎo)航裝置。通過(guò)三軸角度變化,三軸距離累計(jì),就可以測(cè)量出物體在三維空間中的三軸位置移動(dòng),即三維空間位移,但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的裝置只能測(cè)量出相對(duì)位移,即在時(shí)間記錄中某兩個(gè)時(shí)刻之間的位移。河南慣性導(dǎo)航INS模組慣性導(dǎo)航系統(tǒng)屬于一種推算導(dǎo)航方式。

慣性導(dǎo)航之所以能取得現(xiàn)在的成功,必然離不開(kāi)如下優(yōu)點(diǎn):1,隱蔽性強(qiáng)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是完全意義上的自主式導(dǎo)航,既不會(huì)影響外界環(huán)境同時(shí)也不會(huì)受外界電磁場(chǎng)干擾。基于這一點(diǎn),在高機(jī)密領(lǐng)域中,慣性導(dǎo)航是非常合理的一款選擇。2,壽命長(zhǎng)。慣性導(dǎo)航的出錯(cuò)率極低,可以長(zhǎng)時(shí)間在天空、地面及水中工作,此外慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的續(xù)航時(shí)間也較長(zhǎng),幾乎可以使全天候地在野外開(kāi)展導(dǎo)航工作。3,數(shù)據(jù)精確。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠根據(jù)測(cè)量的少量狀態(tài)信息推導(dǎo)出位置、速度、航行角等眾多準(zhǔn)確的信息,在一定時(shí)間內(nèi)并且可以有效地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和一致性。

慣性導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì):1、慣性導(dǎo)航定位不需要外源信息:慣性導(dǎo)航可以說(shuō)是個(gè)老古董了,但在現(xiàn)在其地位依舊不可動(dòng)搖。不管是衛(wèi)星導(dǎo)航,還是無(wú)線電導(dǎo)航,都受限于外源信息。一旦衛(wèi)星不可用,沒(méi)有了導(dǎo)航臺(tái),那么這些導(dǎo)航系統(tǒng)就完全癱瘓了。但慣性導(dǎo)航完全不需要借助外源的信息。它用于計(jì)算的初始數(shù)據(jù)來(lái)自自身,既不受外界干擾影響,也不向外發(fā)送任何信號(hào),更不用借助任何其他設(shè)備。2、慣性導(dǎo)航定位的連續(xù)性:其他的導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位時(shí)是一個(gè)個(gè)點(diǎn),而慣性導(dǎo)航的地位卻是連續(xù)的曲線,這也是一大優(yōu)勢(shì)。慣性導(dǎo)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(shè)備。

慣性導(dǎo)航(INS)是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ),利用慣性測(cè)量單元(IMU)測(cè)量載體的加速度及角速度信息,結(jié)合給定的初始運(yùn)動(dòng)條件,從而實(shí)時(shí)推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)的導(dǎo)航設(shè)備。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有望憑借其自主性成為自動(dòng)駕駛高精度定位中必不可少的關(guān)鍵部件。慣性導(dǎo)航應(yīng)用:慣性導(dǎo)航在現(xiàn)在應(yīng)用較多的是把慣性導(dǎo)航和GPS、北斗衛(wèi)星等導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合在一起,做成組合導(dǎo)航來(lái)使用。比如GPS/北斗+慣性導(dǎo)航一體車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)。這樣,在外界比較開(kāi)放的環(huán)境中,可以使用GPS、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和定位;在樹蔭下、高樓群、高架橋、山間隧道、地下停車場(chǎng)等衛(wèi)星信號(hào)較弱甚至消失的場(chǎng)合,可以自動(dòng)切換至慣性導(dǎo)航來(lái)提供準(zhǔn)確的導(dǎo)航和定位信息。使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的目的是什么?河南慣性導(dǎo)航INS模組

慣性導(dǎo)航具有哪些優(yōu)勢(shì)?河南慣性導(dǎo)航INS模組

陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要元件。陀螺儀通常是指安裝在萬(wàn)向支架中高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子同時(shí)可繞垂直于自轉(zhuǎn)軸的一根軸或兩根軸進(jìn)動(dòng),前者稱單自由度陀螺儀,后者稱二自由度陀螺儀。陀螺儀具有定軸性和進(jìn)動(dòng)性,利用這些特性制成了敏感角速度的速率陀螺和敏感角偏差的位置陀螺。由于光學(xué)、MEMS等技術(shù)被引入于陀螺儀的研制,現(xiàn)在習(xí)慣上把能夠完成陀螺功能的裝置統(tǒng)稱為陀螺。陀螺儀種類多種多樣,按陀螺轉(zhuǎn)子主軸所具有的進(jìn)動(dòng)自由度數(shù)目可分為二自由度陀螺儀和單自由度陀螺儀;按支承系統(tǒng)可分為滾珠軸承支承陀螺,液浮、氣浮與磁浮陀螺,撓性陀螺(動(dòng)力調(diào)諧式撓性陀螺儀),靜電陀螺;按物理原理分為利用高速旋轉(zhuǎn)體物理特性工作的轉(zhuǎn)子式陀螺,和利用其他物理原理工作的半球諧振陀螺、微機(jī)械陀螺、環(huán)形激光陀螺和光纖陀螺等。河南慣性導(dǎo)航INS模組

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