惯性导航的制霸,捷联式惯导的优越性

新建草图 2017-10-20 9:09:00 互联网+, 阅读 • 来源: 自媒体圈 0

之前写过惯性导航的传感器,而传感器只是惯性导航中的一个零部件。今天来给大家介绍一下惯性导航。惯性导航现在最...

惯性导航的制霸,捷联式惯导的优越性-自媒体圈

之前写过惯性导航的传感器,而传感器只是惯性导航中的一个零部件。今天来给大家介绍一下惯性导航。惯性导航现在最普及,运用的最多的就是捷联式导航。捷联式惯导系统是为了飞控的小型化。

导航的目的是为了实时获取无人机的姿态、位置和速度等参数。光电码盘可用来测量无人机的转动角度,测速电机可用来测量无人机的角速度,测速计可用来测量无人机的速度,但是以上各种测量手段均不能单独同时测量无人机的线运动和角运动,而惯性导航就可以做到这一点。因为惯性导航系统不需要物理参照,所以它被称为DOF系统,此外惯性导航还不会收到设备外部自然和人为的干扰,特别适合在恶略环境下的使用。

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20世纪90年代以后,随着微机电系统(MEMS)技术的发展,惯性敏感元件实现了体积小型化,提高了可靠性,并适合批量生产,从此捷联式惯导系统进入了微机电领域,并开始向民用领域广泛渗透,出现在机器人系统和新一代的交通工具中。进入21世纪,捷联式惯导系统几乎完全取代了平台式惯导系统。

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特别是诸如飞机,导弹等中低精度应用领域几乎都采用捷联式管道系统。利登公司在十年前就推出LTN-92激光捷联式惯导系统,作为替换挠性陀螺平台式惯导LTN-72的换代产品,波音和空中客车民航机几乎都装备LTN-92激光捷联式惯导系统。

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捷联式管道系统的最大特点是依靠短发建立起导航坐标系统,即平台坐标系以数学平台形式存在,这样省略了复杂的物理实体平台,结构简单、体积小、重量轻、成本低、维护简便、可靠性高,还可通过余度技术提高系统的容错能力。

但这些好处是用复杂的算法设计和繁重的计算负荷换取的。姿态更新解算是捷联式惯导的关键算法。传统的姿态更新算法有欧拉角法、方向余弦法和四元数法,其中四元数皮卡算法简单、计算量小,因而在工程实际中常采用。

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