导航实验平台的设计与实现文献综述

 2022-11-16 21:02:21

文 献 综 述

1 引言

惯性导航技术由于其独特的优势,正在各个领域发挥着巨大的作用,与此同时也在迅猛地发展着。惯性导航系统则被认为是最有发展前途的一种导航系统,国内外研究者长期对这一技术进行着研究。本次研究参考多本惯性导航的专著与论文,在此对惯性导航系统的研究成果与发展前景进行介绍。

惯性导航是一门综合了机电、光学、数学、力学、控制及计算机等学科的尖端技术,是现代科学技术发展到一定阶段的产物[1]。惯性导航系统具有四大优点:完全自主无源、隐蔽性强、短期定位精度高、稳定性强[2],然而由于惯性器件的工作原理是基于牛顿定律的,所以连续的积分运算必然会导致定位误差随时间积累,长期定位精度差,因此,为了限制惯导系统误差增长需要外部辅助方式对其修正[3]

通过研究装有惯性导航数据采集电路的小车的运动数据,并与实际运动进行对比分析,研究惯导实验平台的误差问题。这有利于日后对惯性导航系统的研究,以克服纯惯性导航系统的缺陷,有效降低对惯性导航系统的要求。

2 研究概况

以陀螺仪、加速度计等惯性器件、惯性测量、惯性导航和惯性制导为主要研究内容的惯性技术,是用来实现载体姿态和轨迹控制的完全自主式的工程技术[4]

由于惯性是所有质量体的基本属性,所以建立在惯性原理基础上的惯性导航系统不需要任何外来信息,也不会向外辐射任何信息,仅靠惯性导航系统本身就能在全天候条件下,在全球范围内和任何介质环境里自主地、隐蔽地进行连续的三维定位和三维定向,这种同时具备自主性、隐蔽性和能获取运载体完备运动信息的独特优点是诸如无线电导航、卫星导航和天文导航等其他导航系统无法比拟的,尽管这些导航系统的某些导航性能可能远远优于惯导系统,但惯导仍然是重要运载体不可缺少的核心导航设备[1]

2.1 发展历程

由于陀螺仪是惯性导航的核心部件,因此可按照各种陀螺仪出现的先后、理论的建立等标准将惯性导航技术分为四个阶段[5]

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