Определение
inertial navigation system (English: INS) inertial navigation system is a navigation parameter solution system with a gyro and accelerometer, which is a navigation parameter solution system of sensitive devices. The navigation coordinate system is established according to the output of the gyroscope, and the speed and position of the decisor of the carrier in the navigation coordinate system is output according to the accelerometer.
Въведение
Инерционната навигационна система (INS, ИНЕРЦИАЛНА НАВИГАЦИОННА СИСТЕМА) е известна също като инерциална референтна система, е външна информация, нито към външна лъчиста енергия (като радионавигация, автономната навигационна система. Работната й среда включва не само въздух, земята , може да бъде и под вода.Основният принцип на работа на инерционната навигация се основава на закона на Нютон, чрез измерване на газовия носител в инерциалната референтна система, времето се интегрира, превръщайки го в навигационната координатна система и може да влезе в навигационна координатна система Скорост, ъгъл на отклонение и местоположение и друга информация.
Инерционната навигационна система е оценен навигационен метод, тоест позицията на следващата точка се изчислява от известна точка според непрекъснато измереното движещо се тяло и по този начин може непрекъснато да измерва спортното тяло. текущата позиция. Жироскопът в инерционната навигационна система се използва за формиране на навигационна координатна система, така че измервателната ос на акселерометъра да е стабилизирана в координатната система и да дава гръцкия и ъгъла на ориентация; акселерометърът се използва за измерване на ускорението на движещото се тяло след преминаване. Скоростта се постига бързо и скоростта може да бъде изместена от времето.
Съвременната сравнително разпространена навигационна технология, включително астрономическа навигация, инерционна навигация, сателитна навигация, радионавигация и т.н., която само инерционна навигация е автономна, нито излъчваща навън, нито звездите в небето или приемащи външни сигнали са най-добрите.
инерционната навигация не е толкова "ненадеждна", както много стратегии, тактически оръжия, като междуконтинентален полет и т.н. Комбинация от системата и други видове навигационни системи. Цената му също е относително скъпа, като ниво на навигация (т.е. 1 час грешка 1 море в морето), поне стотици хиляди, и тази точност на навигационната система е достатъчна, за да бъде оборудвана със самолети като Boeing 747. Сега, с напредъкът на технологията за инерционно устройство MEMS (микроелектронна механична система), бизнес клас, инерционна навигация на потребителско ниво постепенно навлиза в дома на обикновените хора.
Предимства
The inertial navigation system has the following Предимства : 1, because it does not rely on any external information, no self-radiant energy System, so hidden hidden, not affected by external electromagnetic interference; 2. All-day, full-time work in air, earth surface and even underwater; 3, can provide position, speed, heading and posture corner data, resulting The navigation information is continuous and the noise is low; 4, the data update rate is high, the short-term accuracy and stability are good.
Недостатъци
It Недостатъци Yes: 1, due to the integration of navigation information, the positioning error increases over time, long-term accuracy; 2, Require long initial alignment time each time you use; 3. The price of the device is more expensive; 4, the time information cannot be given.
Въпреки това, фиксираната скорост на дрейфа се навива, което причинява грешката на движението на обекта, така че оръжието на обхвата обикновено се коригира спрямо инерцията на намерението, GPS и т.н., за да се получат непрекъснати и точни позиционни параметри. . Инерционната система вече е разработила различни начини за гъвкава инерционност, инерционност от оптични влакна, лазерна инерционност и микротвърдо инерционно оборудване. Жироскопът е разработен от традиционен навиващ се до електростатичен жироскоп, лазерен жироскоп, оптичен жироскоп, микромеханичен жироскоп и др. Измерването на лазерния жироскоп има широк диапазон от динамичен диапазон, добра линейност, стабилна производителност и има добра температурна стабилност и повторение, което винаги е доминирало във високопрецизните приложения. Благодарение на научния и технологичен прогрес, по-ниската цена на оптичния жироскоп (FOG) и микромеханичния жироскоп (MEMS) става все по-висока и по-висока, е посоката на бъдещата жироскопна технология.
Класификация
1. Инерционна навигационна система Piente
2. Аналитична инерциална навигационна система
3. Полуаналитична инерционна навигационна система
Приложи
Инерционната навигационна система се използва в различни двигатели, включително самолети, подводници, космически совалки и други транспортни инструменти и ракети, но цената и сложността я ограничават. Повод за кандидатстване.
Инерционната система е приложена за първи път в Rocket Guidance, а американският ракетен пионер Робърт Гордалт ГотДард изпробва ранната си жироскопична система. По време на Втората световна война немският Feng Brun се подобри, той беше приложен към насочването на ракетата V-2. След войната Масачузетските институти на САЩ и други изследователски институции и персонал проведоха задълбочени изследвания върху инерционното насочване, като по този начин разработиха модерна инерционна навигационна система за приложения в самолети, ракети, космически совалки и подводници.
Важност
инерционната технология е една от ключовите технологии за навигация на носителя, инерционната технология е техника за използване на инерционни принципи или други свързани принципи, автономно измерване и контролиране на движението на носителя Това е общо наименование на инерционна навигация, инерционно насочване, инерционно измерване и инерционна чувствителност техники. С подкрепата на силните фондове на правителствата, съвременната инерционна технология е навлязла в цивилното поле от първоначалното военно приложение. Инерционната технология има много важен статус в технологията на отбранителната техника. За ракети със среден и голям обсег за инерционно насочване точността е 70% от точността на системата за насочване зависи от точността на системата за насочване. За ракетната ядрена подводница, поради дългото време, нейната позиция и скорост се променят и тези данни са първоначалните параметри на изстрелващата ракета, пряко влияят върху точността на удара на ракетата и изискват високо прецизна позиция, скорост и сигнал за вертикално подравняване. Единственото навигационно устройство, използвано в момента на подводницата, е инерциалната навигационна система. Инерциалната навигация се управлява изцяло независимо от самия носител, не разчита на външна информация, има добра маскировка, работата не се влияе от метеорологични условия и човешка намеса и е с висока точност. За дистанционни крилати ракети, инерционни системи за насочване плюс техники за съвпадение на карти или други техники за насочване, гарантиращи, че могат да ударят целта с висока точност след хиляди километри. Инерционната технология постепенно се популяризира в космическото пространство, авиацията, навигацията, разработката на петрол, земните измервания, морските проучвания, контрола на геоложките сондажи, роботизираната технология и железопътния транспорт и др. С появата на нови инерционни чувствителни устройства, инерционна технология в автомобилната индустрия, приложения в медицинската електроника се получават в оборудването. Следователно инерционните техники са не само много важен статус в модернизацията на отбраната, но и увеличават огромната си роля във всички области на националната икономика.
развитие
Инерционната система е самооценка на стълбите на активното положение, позицията и скоростта на носача, използвайки инерционния сензор, референтната посока и информацията за първоначалното местоположение за определяне на ориентацията на носача. Той трябва да се състои най-малко от инерционно измервателно устройство, цифров компютър и устройство за контролен дисплей и специален прецизен източник на захранване. Движението на носача се извършва в триизмерно пространство, неговата форма на движение, едно е линейно движение, едно е ъглово движение. Независимо от линейните спортове или ъгъла, това е триизмерно пространство. Необходимо е да се създаде триизмерна инерционна платформа. С триосна инерционна платформа, той може да предостави референция за измерване на ускорението на три свободни линии на ускорение. Бяха измерени трите компонента на линейното ускорение на всяка известна ориентация. Векторите на движение на носача бяха изчислени чрез компютъра, така че първото решение за инерционна система от голям клас беше инерциална навигационна система от платформен тип. Без "електромеханична" платформа, инсталирайте инерционния компонент на жироскопа и акселерометъра директно върху носача, установете "математическа" платформа в компютъра, за да получите скоростта и позицията на носача чрез сложни изчисления и трансформация, тази безпроблемна платформа Инерционната система е вторият по големина тип инерционно системно решение, наречено инерционен монитор Jiechang.
From the general sense, the process of guiding the navigation carrier to the destination from the starting point is called navigation. From a narrow, navigation is a technical and method for providing real-time posture, speed, and location information to a navigation carrier. Early people relied on the geometrics, starlight, solar height, etc., geographic approach acquisition, targeted information, with the development of science and technology, radio navigation, inertial navigation and satellite navigation and other technologies, are widely used in military, civil and other fields. Among them, inertial navigation is a technical method of using a gyroscope and accelerometer loaded on the carrier and an accelerometer to measure the carrier attitude, speed, location and other information. The softness of the inertial navigation is achieved, the hardware device is called the inertial navigation system , referred to as the inertial system.
Pientel inertial navigation system (Strap-Down Inertial Navigation System, Short SINS) is installed directly on the carrier in the computer in a computer in real time to calculate attitude towards the carrier in the computer The matrix is calculated to calculate the relationship between the carrier coordinate system and the navigation coordinate system, thereby converting the accelerometer information of the carrier coordinate system into information under the navigation coordinate system, and then performs navigation calculations. Since it has the advantages of high reliability, strong weight, light weight, low cost, high precision, etc., so that Sins has become the mainstream of today's inertial navigation system development. The NETIAL MEASUREMENT UNIT, the INERTIAL MEASUREMENT Unit, and the IMU are the core components of the inertial system. The accuracy of the IMU's output information determines the accuracy of the system.
gyroscope and accelerometer are indispensable core measuring devices in the inertial navigation system . Modern high-precision inertial navigation system proposed high requirements for the gyroscope and accelerometers used, because the gravizular drift error and accelerometer zero bias is affecting the accuracy of the inertians The most direct and most important factors, so how to improve the performance of the inertial device, improve the measurement accuracy of the inertial components, especially the gyroscope measurement accuracy, has always been the focus of the inertial navigation field. The development of the gyroscope has experienced several stages. The initial ball bearing gyro, its drift rate is (L-2) ° / h, the gas float, liquid floes and magnetic floset developed by overcome the inertial instrument support technology, and its accuracy can reach 0.001 ° / h, The electrostatic support gyro is preferably from 0.0001 ° / h. Since the 1960s, the development of flexible gyro begins to start, and its drift accuracy is better than 0.05 ° / H, the best level can reach 0.001 ° / h.
През 1960 г. лазерният жироскоп за първи път се развива успешно, отбелязвайки, че оптичният жироскоп започва да доминира на пазара на жироскопи. Понастоящем стабилността при нулево притискане на лазерния жироскоп може да бъде до 0,0005 ° / h. Най-големият проблем пред лазерния жироскоп е, че производственият процес е по-сложен и има висока цена, а обемът и теглото също са големи. Това е известна степен Приложението за разработка в определени области е ограничено, а от друга страна, лазерният жироскоп е разработен до ниска цена, миниатюризация и триосна интегрална посока. Друг оптичен жироскоп с жироскоп не само има много предимства на лазерния жироскоп, но също така има характеристиките на прост производствен процес, ниска цена и леко тегло и в момента е най-бързият оптичен жироскоп
развитието на моята страна
инерционната технология на моята страна е постигнала дълъг напредък, инерционната навигационна система на платформата Liquid Furura и четириосната платформа за настройка на мощността на жироскопа е приложена към ракетата за изстрелване от серията Long March. Други различни видове дребномащабни връзки, жироскопично насочване с оптични влакна, лазерни жироскопични насоки и съответстваща GPS корекция и т.н. също са широко приложени за тактически насочващи оръжия, самолети, кораби, ракети за изстрелване, космически кораби и т.н. скорост на дрейф 0,01 ° ~ 0,02 ° / h в новия тестов полет на изтребител, скорост на дрейф от 0,05 ° / h под оптичния жироскоп, приложението на Jieli е инерционно в кораба, приложението върху подводницата, както и малки Прилагането на няколко инерционни насоки в различни видове оръжия за насочване на ракети значително подобри работата на нашата военна техника.