惯性导航系统INS与GPS

惯性导航系统INS(Inertia Navigation System)

参考http://baike.baidu.com/view/1574404.htm

定义1：

能完成惯性导航任务的成套装置。

应用学科：

船舶工程（一级学科）；船舶通信导航（二级学科）

定义2：

应用高精度的陀螺仪和加速度计等惯性敏感器件测量运动载体的加速度，再经过计算机解算出运动载体的加速度、位置、姿态和航向等导航参数的自主式导航系统。

应用学科：

             航空科技（一级学科）；飞行控制、导航、显示、控制和记录系统（二级学科） 

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 ）是一个使用加速计和陀螺仪来测量物体的加速度和旋转，并用计算机来连续估算运动物体位置、姿态和速度的辅助导航系统。它不需要一个外部参考系，常常被用在飞机，潜艇，导弹和各种航天器上。

GPS(Global Positioning System)全球卫星定位系统：利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统（GPS卫星有多颗，围绕地球）。GPS功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素。

GPS组成部分：

1、空间部分。24颗卫星

2、地面控制部分。收集由卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。

3、用户设备部分。即GPS信号接收机。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。

1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成30度的6条轨道上。这也是现在GPS卫星所使用的工作方式。

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。

GPS接收机接收卫星信号

GPS/INS组合制导

即GPS辅助惯性制导。