什么是惯性导航系统?(惯性导航 )

DaoYiKang 7 0

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于惯性导航的问题,于是小编就整理了4个相关介绍惯性导航的解答,让我们一起看看吧【什么是惯性导航系统?(惯性导航 )】。

文章目录:

  1. 什么是惯性导航系统?
  2. 惯性导航系统为什么要和卫星导航配合
  3. 惯性导航的特点
  4. 惯性导航系统主要优点包括( )等

一、什么是惯性导航系统?

什么是惯性导航系统?(惯性导航 )

惯性导航系统(INS,以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。惯导的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,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。

RTK即差分定位(把误差分离出去),在GPS的基础上,架设一个地面基站,地面基站获取卫星定位与真实位置(由于基站固定,所以位置是绝对的)对比,计算出GPS的定位误差,实时传输到终端,并通过星际站际对观测值各项误差精度建模、估计及消除,最终实现实时厘米级、分米级精度定位。

惯导RTK就是加装了惯导系统(惯导系统有由陀螺仪+加速计两部分组成)的RTK,即RTK内置高精度IMU(Inertial Measurement Unit)惯导模块,采用卫星+惯导组合定位的方式解算,实现任意姿态测量,在60°倾角内保障2cm定位精度。

SKG123NRD(研发中)提供RTK相位差分高精度定位和惯导定位服务,实现厘米级和惯导定位。

二、惯性导航系统为什么要和卫星导航配合

惯性导航系统由于惯性传感器存在误差随时间累积的问题,因此需要与其他导航系统进行组合以提高导航精度。论述如下:

1、卫星导航系统(如GPS)是一种基于卫星信号的全球定位系统,能够提供高精度的位置、速度和时间信息。与INS相比,卫星导航系统具有更高的精度和可靠性,但受到信号遮挡、多径效应等因素的影响,其可用性受到限制。

2、将惯性导航系统INS与卫星导航系统进行组合可以提高导航系统的精度和可靠性。具体来说,INS可以提供初始位置、速度和姿态信息,而卫星导航系统可以提供实时的位置修正信息。通过将两者的信息进行融合,可以实现对导航系统的优化和校准。

3、INS可以提供初始位置、速度和姿态信息,为卫星导航系统提供一个准确的参考点。这有助于减少卫星导航系统的误差积累,提高导航精度。INS可以提供姿态信息,这对于某些应用场景非常重要。

惯性导航系统诞生的时代背景

1、在二战期间,飞机和其他飞行器的导航需求日益增长,尤其是在复杂的海洋和陆地环境中。传统的导航方法,如罗盘、气压高度计和天文导航,受到天气、地形和其他因素的影响,精度有限。因此,寻找一种能够在各种环境下提供高精度导航信息的方法成为了当时的重要课题。

2、在这个背景下,惯性导航系统的理论基础逐渐形成。1945年,美国物理学家克劳斯·冯·卡尔曼(KlausvonKarman)首次提出了惯性导航系统的基本原理。他发现,如果能够精确地测量飞行器的加速度,并通过积分得到速度和位置信息,就可以实现高精度的自主导航。

3、这一理论为后来惯性导航系统的发展奠定了基础。随着科学技术的进步,惯性导航系统的关键技术得到了突破。例如,陀螺仪和加速度计的性能得到了显著提高,使得它们能够更精确地测量飞行器的加速度。

三、惯性导航的特点

惯性导航是一种自主式导航系统其特点如下:

惯性导航不依赖于外部信息,也不向外部辐射能量,具有较强的独立性,隐蔽性好且不受外界电磁干扰的影响。惯性导航具有全天候、全球、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下的能力,能提供位置、速度、航向和姿态角数据,产生的导航信息连续性好而且噪声低,数据更新率高、短期精度和稳定性好。

惯性导航的缺点主要包括:定位误差随时间而增大,长期精度差;每次使用之前需要较长的初始对准时间,耗时耗力;设备的价格较昂贵。此外,惯性导航系统目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式。

优缺点:

标签式导航:优点是入口直接清晰,操作路径短,便于在不同功能模块之间直接跳转。缺点是扩展性差,数量有限。抽屉式导航:优点是可以收纳更多东西,帮助产品经理整理内容。缺点是在大屏幕设备上使用可能不太方便。

列表式导航:优点是可以展示更多的入口和内容,适用于辅助二级导航或更深的导航。缺点是切换相对麻烦,每次切换必须返回主页面再进行切换。平铺式导航:优点是所有内容平铺在页面上,清晰明了,内容能更好凸显出来。缺点是页面内容过多时可能导致用户找不到重点。

宫格式导航:优点是展示的入口相比底部标签式和顶部标签式导航更多,同时清晰明了。缺点是不适用于内容分类过多的情况。悬浮icon式导航:优点是悬浮在所有页面之上,点击后可以展开,不占用页面空间。缺点是可能会遮挡某些页面的操作,需要在设计时考虑进去。

四、惯性导航系统主要优点包括( )等

惯性导航系统主要优点包括:由于惯导是不需要任何外部信息的支持,也不向外部发射电磁波的自主式系统;惯导可全天候、全球、全时间地工作于空中、地面甚至水下,通用性好;惯导能提供位置、速度、航向和姿态角数据,所产生的导航信息连续性好而且噪声低等。

惯性导航系统(INS,以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。惯导的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。

将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。惯性导航系统(英语:INS)惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统,该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系。

根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。惯性导航系统属于推算导航方式,即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置,因而可连续测出运动体的当前位置。

惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系,使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中,并给出航向和姿态角;加速度计用来测量运动体的加速度,经过对时间的一次积分得到速度,速度再经过对时间的一次积分即可得到位移。

惯性导航系统的优点:

1、由于它是不依赖于任何外部信息,也不向外部辐射能量的自主式系统,故隐蔽性好,也不受外界电磁干扰的影响。

2、可全天候、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下。

3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据,所产生的导航信息连续性好而且噪声低。

4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。

到此,以上就是【什么是惯性导航系统?(惯性导航 )】小编对于惯性导航的问题就介绍到这了,希望介绍关于惯性导航的4点解答对大家有用。