慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)是利用慣性傳感器(IMU)測量載體的比力及角速度信息,結(jié)合給定的初始條件,與GNSS等系統(tǒng)的信息融合,從而進(jìn)行實(shí)時(shí)推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。具體來說慣性導(dǎo)航系統(tǒng)屬于一種推算導(dǎo)航方式。即從一已知點(diǎn)的位置根據(jù)連續(xù)測得的運(yùn)載體航向角和速度推算出其下一點(diǎn)的位置,因而可連續(xù)測出運(yùn)動(dòng)體的當(dāng)前位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)采用加速度計(jì)和陀螺儀傳感器來測量載體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。其中三個(gè)垂直布置的陀螺儀用于測量載體繞自身三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,同時(shí)也敏感地球自轉(zhuǎn)的角速度。IMU是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的重要部件,它包括加速度計(jì)和陀螺儀。高精度慣性導(dǎo)航市場
慣性導(dǎo)航的優(yōu)勢:1、慣性導(dǎo)航定位不需要外源信息:慣性導(dǎo)航可以說是個(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,還是無線電導(dǎo)航,都受限于外源信息。一旦衛(wèi)星不可用,沒有了導(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。深圳雙模慣性導(dǎo)航INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)適用于各種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和環(huán)境條件,如航空、航海、車輛導(dǎo)航等。
目前,慣性導(dǎo)航分為兩大類:平臺(tái)式慣導(dǎo)和捷聯(lián)式慣導(dǎo)。它們的主要區(qū)別在于,前者有實(shí)體的物理平臺(tái),陀螺和加速度計(jì)置于由陀螺定的平臺(tái)上,該平臺(tái)跟蹤導(dǎo)航坐標(biāo)系,以實(shí)現(xiàn)速度和位置解算,姿態(tài)數(shù)據(jù)直接取自于平臺(tái)的環(huán)架;在捷聯(lián)式慣導(dǎo)中,陀螺和加速度計(jì)直接固連在載體上。慣性平臺(tái)的功能由計(jì)算機(jī)完成,故有時(shí)也稱作“數(shù)學(xué)平臺(tái)”,它的姿態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)通過計(jì)算得到的。慣導(dǎo)有固定的漂移率,這樣會(huì)造成物體運(yùn)動(dòng)的誤差,因此長射程的武器通常會(huì)采用指令、GNSS等對(duì)慣導(dǎo)進(jìn)行定時(shí)修正,以獲取持續(xù)準(zhǔn)確的位置參數(shù)。比如中距空空導(dǎo)彈中段采用捷聯(lián)式慣導(dǎo)+指令修正,以獲取持續(xù)準(zhǔn)確的位置參數(shù)。
如何使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)?慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種利用陀螺儀和加速度計(jì)等慣性傳感器來測量飛行器或船舶的加速度和角速度,從而推算出其位置、速度和姿態(tài)的導(dǎo)航系統(tǒng)。以下是使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的步驟:1. 安裝慣性導(dǎo)航系統(tǒng):將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝在飛行器或船舶上,并連接到電源和其他傳感器。2. 初始化慣性導(dǎo)航系統(tǒng):在使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)之前,需要進(jìn)行初始化,即將系統(tǒng)的初始狀態(tài)設(shè)置為零。這可以通過將飛行器或船舶放置在靜止?fàn)顟B(tài)下,然后按照系統(tǒng)說明書中的步驟進(jìn)行操作來完成。3. 開始導(dǎo)航:一旦慣性導(dǎo)航系統(tǒng)初始化完成,就可以開始導(dǎo)航了。系統(tǒng)將測量飛行器或船舶的加速度和角速度,并根據(jù)這些數(shù)據(jù)推算出其位置、速度和姿態(tài)。4. 校準(zhǔn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng):在使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的過程中,可能會(huì)出現(xiàn)誤差積累的情況,導(dǎo)致導(dǎo)航精度下降。為了避免這種情況,需要定期對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn),以確保其精度和穩(wěn)定性。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)是什么?
加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵元件之一。依靠它對(duì)比力的測量,完成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)確定載體的位置、速度以及產(chǎn)生跟蹤信號(hào)的任務(wù)。載體加速度的測量必須十分準(zhǔn)確地進(jìn)行,而且是在由陀螺穩(wěn)定的參考坐標(biāo)系中進(jìn)行。在不需要進(jìn)行高度控制的慣導(dǎo)系統(tǒng)中,只要兩個(gè)加速度計(jì)就可以完成以上任務(wù),否則是應(yīng)該有三個(gè)加速度計(jì)。加速度計(jì)的分類:按照輸入與輸出的關(guān)系可分為普通型、積分性和二次積分型;按物理原理可分為擺式和非擺式,擺式加速度計(jì)包括擺式積分加速度計(jì)、液浮擺式加速度計(jì)和撓性擺式加速度計(jì),非擺式加速度計(jì)包括振梁加速度計(jì)和靜電加速度計(jì);按測量的自由度可分為單軸、雙軸、三軸;按測量精度可分為高精度(優(yōu)于10?4m/s2)、中精度(10-2m/s2–10-3m/s2)和低精度(低于0.1m/s2)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)是一種自主式推算導(dǎo)航技術(shù),不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量。深圳雙模慣性導(dǎo)航INS
目前,慣性導(dǎo)航分為兩大類:平臺(tái)式慣導(dǎo)和捷聯(lián)式慣導(dǎo)。高精度慣性導(dǎo)航市場
慣性導(dǎo)航是怎么工作的呢?慣性導(dǎo)航是一種利用陀螺儀和加速度計(jì)等慣性元件來測量和計(jì)算飛行器或船舶在空間中的位置、速度和方向的導(dǎo)航系統(tǒng)。其工作原理是基于牛頓第1定律,即物體在沒有外力作用下會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的原理。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的陀螺儀和加速度計(jì)會(huì)測量飛行器或船舶的加速度和角速度,并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成位置、速度和方向信息。陀螺儀通過測量飛行器或船舶的角速度來確定其方向,而加速度計(jì)則通過測量飛行器或船舶的加速度來確定其速度和位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有高精度、高可靠性和不受外部環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn),但也存在著誤差積累和漂移等問題。因此,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通常需要與其他導(dǎo)航系統(tǒng)如GPS等進(jìn)行組合使用,以提高導(dǎo)航精度和可靠性。高精度慣性導(dǎo)航市場
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