惯性导航系统学习笔记——第一讲

第一讲 惯性导航系统概述

本文为学习朱家海教授《惯性导航系统》一课所做的课堂笔记。

一、惯性导航基本概念

1、定义：A点到B点的过程
2、要素：位置、速度、方位
3、类型

二、惯性导航基本原理

1、定义：利用惯性测量元件（陀螺仪、加速度计）测量载体相对惯性空间的角运动参数和线运动参数，在给定运动初始条件下，经导航解算得到得到载体速度、位置和航向的一种导航方法。
2、基本原理：加速度一次积分得到速度，再次积分得到位置（经纬度）。
3、主要特点：

1. 自主性强，隐蔽性好
2. 抗干扰强，使用条件宽
3. 导航参数丰富，数据更新频率高
4. 导航误差随时间积累
5. 属于平面导航而非立体导航（高度通道发散）
   以上，1-3为优点，4-5为缺点。

4、基本组成：惯性测量单元（英文：Inertial measurement unit，简称 IMU），是测量物体三轴姿态角（或角速率）以及加速度的装置，又叫惯性器件或惯性仪表；以及控制显示器与状态选择器，后两者趋于集成到别的系统。

三、惯性导航应用与发展

平台-》捷联-》组合（惯性/GPS）
趋势为惯性/多信息组合系统（笔者认为民用时，惯导和雷达、视觉、GNSS等进行组合导航是大趋势）。

四、小结

1. 原理简单：加速度推算
2. 信息丰富：速度、位置、姿态、航向
3. 优势突出：自主、隐蔽、全时空、全天候、
4. 技术复杂：多学科、多技术、机电一体化
5. 用途广泛：陆海空天
6. 造价昂贵：数十至数百万（笔者注：由于MEMS技术，民用低精度惯导的成本已经降到很低）
7. 维护便捷：趋于免维护
8. 发展迅速：超高精度导航