慣性導航原理基于牛頓的慣性定律,所以慣性導航可以理解是利用加速度計測量出物體的加速度,然后乘以時間得到速度,然后再乘以時間就得到位移,從而確定物體的位置。另一方面,用陀螺儀測量物體的角速度,然后乘以時間得到角度,從而確定物體的朝向。慣性導航系統有著以下優點:1、隱蔽性好,因為它不向外發射信號,也不接收外部信號,所以不容易被發現;2、全天候,慣導系統不需要特定的時間或者地理因素,隨時隨地都可以運行;3、提供的參數多,比如GNSS衛星導航,只能給出位置,方向,速度信息,但是慣導同時還能提供姿態和航向信息;4、導航信息更新速率高,目前常見的GNSS更新速率為每秒1次,但是慣導可以達到每秒幾百次更新甚至更高。慣性導航具有哪些優勢?M8L慣性導航算法
慣性測量裝置,包括加速度計和陀螺儀,又稱慣性導航組合。前者是測量物體的加速度,后者又被叫做角速度傳感器,是測量角速度的。利用這些裝置的參數,計算并導航看起來似乎很簡單,但是由于采樣頻率一般很高(一秒內幾十甚至幾百次),所以累加起來誤差很容易擴大,所以長時間的導航仍然有很大的困難。在失去位置的時候,導航軟件知道速度、車輛的位置、行駛路線等信息。結合加速度傳感器提供的加速度,可以根據二次積分的方式計算出加速度產生的位移,然后根據初始速度計算出速度產生的位移,進而推算出車輛新的位置。這樣,在沒有GNSS 情信號的況下仍然可以繼續導航。武漢慣性導航系統生產商慣性導航系統具備極高的抗干擾性和隱蔽性。
慣性導航(INS)是以牛頓力學定律為基礎,利用慣性測量單元(IMU)測量載體的加速度及角速度信息,結合給定的初始運動條件,從而實時推算速度、位置、姿態等參數的導航設備。慣性導航系統有望憑借其自主性成為自動駕駛高精度定位中必不可少的關鍵部件。慣性導航應用:慣性導航在現在應用較多的是把慣性導航和GPS、北斗衛星等導航系統結合在一起,做成組合導航來使用。比如GPS/北斗+慣性導航一體車載組合導航系統。這樣,在外界比較開放的環境中,可以使用GPS、北斗衛星導航和定位;在樹蔭下、高樓群、高架橋、山間隧道、地下停車場等衛星信號較弱甚至消失的場合,可以自動切換至慣性導航來提供準確的導航和定位信息。
慣性導航系統屬于一種推算導航方式。即從一已知點的位置根據連續測得的運載體航向角和速度推算出其下一點的位置。因而可連續測出運動體的當前位置。慣性導航系統中的陀螺儀用來形成一個導航坐標系使加速度計的測量軸穩定在該坐標系中并給出航向和姿態角;加速度計用來測量運動體的加速度經過對時間的一次積分得到速度,速度再經過對時間的一次積分即可得到距離。推算導航的優點:1、由于它是不依賴于任何外部信息,也不向外部輻射能量的自主式系統,故隱蔽性好且不受外界電磁干擾的影響;2、可全天候、全球、全時間的工作于空中地球表面乃至水下。無人機慣性導航系統具有使用成本低,機動靈活,載荷多樣性,用途普遍,操作簡單,安全可靠等優點。
加速度計是慣性導航系統的關鍵元件之一。依靠它對比力的測量,完成慣性導航系統確定載體的位置、速度以及產生跟蹤信號的任務。載體加速度的測量必須十分準確地進行,而且是在由陀螺穩定的參考坐標系中進行。在不需要進行高度控制的慣導系統中,只要兩個加速度計就可以完成以上任務,否則是應該有三個加速度計。加速度計的分類:按照輸入與輸出的關系可分為普通型、積分性和二次積分型;按物理原理可分為擺式和非擺式,擺式加速度計包括擺式積分加速度計、液浮擺式加速度計和撓性擺式加速度計,非擺式加速度計包括振梁加速度計和靜電加速度計;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)。慣性導航系統有望憑借其自主性成為自動駕駛高精度定位中必不可少的關鍵部件。車道級慣性導航INS元件
慣性導航系統屬于一種推算導航方式。M8L慣性導航算法
慣性導航主要的應用:慣性導航產業較早起步于航天、航空、制導武器、艦船、戰機等領域,隨著電子技術的發展和商業價值的挖掘,慣性導航技術的應用擴展到車輛導航、軌道交通、隧道、消防定位、室內定位等民用領域,甚至在無人機、自動駕駛、便攜式定位終端(如智能手機、兒童/老人定位追蹤器等)中也被普遍應用。慣導系統為運動載體提供位置、速度、姿態(航向角、俯仰角、橫滾角)等信息,不同應用領域對慣性元器件性能和慣導精度的要求各不相同。M8L慣性導航算法
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