Määritelmä
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.
Johdanto
Inertial Navigation System (INS, INERTIAL NAVIGATION SYSTEM) tunnetaan myös nimellä inertiaviittausjärjestelmä, se on ulkoinen tieto eikä ulkoinen säteilyenergia (kuten radionavigointi, autonominen navigointijärjestelmä. Sen työympäristö ei sisällä vain ilmaa, maata). , voi olla myös vedenalainen Inertianavigoinnin perustoimintaperiaate perustuu Newtonin lakiin, mittaamalla kaasun kantoaine inertiavertailujärjestelmässä, aika integroidaan, muunnetaan se navigoinnin koordinaattijärjestelmäksi ja pääsee sisään Navigointikoordinaattijärjestelmä Nopeus, kiertokulma ja sijainti ja muut tiedot.
Inertianavigointijärjestelmä on arvioitu navigointimenetelmä, eli seuraavan pisteen sijainti lasketaan tunnetusta pisteestä jatkuvasti mitatun liikkuvan kappaleen mukaan ja voi siten mitata urheilukehoa jatkuvasti. nykyinen sijainti. Inertianavigointijärjestelmän gyroskooppia käytetään navigointikoordinaattijärjestelmän muodostamiseen, jolloin kiihtyvyysmittarin mittausakseli vakiintuu koordinaattijärjestelmässä ja antaa greeque- ja asentokulman; kiihtyvyysmittarilla mitataan liikkuvan kappaleen kiihtyvyys ohituksen jälkeen Nopeus saadaan nopeasti ja nopeus voidaan siirtää ajan myötä.
Nykyaikainen suhteellisen yleinen navigointitekniikka, mukaan lukien tähtitieteellinen navigointi, inertianavigointi, satelliittinavigointi, radionavigointi jne., jotka vain inertianavigointi on autonomista, eivät säteile ulospäin, eivätkä tähdet taivaalla tai vastaanottavat ulkoisia signaaleja ovat parhaita.
inertiaalinen navigointi ei ole niin "epäluotettavaa", kuten monet strategiat, taktiset aseet, kuten mannertenvälinen lento jne. Järjestelmän ja muuntyyppisten navigointijärjestelmien yhdistelmä. Sen hinta on myös suhteellisen kallis, kuten navigointitaso (eli 1 tunti virhe 1 meri meressä), ainakin satoja tuhansia, ja tämä navigointijärjestelmän tarkkuus riittää varustamiseen Boeing 747:n kaltaisilla lentokoneilla. MEMS (mikroelektroninen mekaaninen järjestelmä) inertialaiteteknologian, business-luokan, kuluttajatason inertianavigoinnin eteneminen tulee vähitellen tavallisten ihmisten kotiin.
Edut
The inertial navigation system has the following Edut : 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.
Haitat
It Haitat 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.
Kiinteä ryömintänopeus kuitenkin konvoloituu, mikä aiheuttaa virheen kohteen liikkeessä, joten kantaman ase korjataan yleensä tarkoituksen, GPS:n jne. inertiaalisuuteen jatkuvan ja tarkan sijaintiparametrin saamiseksi. . Inertiajärjestelmä on nyt kehittänyt erilaisia tapoja joustavaan inertiaalisuuteen, kuituoptiseen inertiaalisuuteen, laserinertiaalisuuteen ja mikrokiinteään inertiaaliseen instrumentointiin. Gyroskooppi on kehitetty perinteisellä käämigyroskoopilla sähköstaattiseen gyroskooppiin, lasergyroskooppiin, kuituoptiseen gyroskooppiin, mikromekaaniseen gyroskooppiin jne. Lasergyroskoopilla on laaja dynaaminen alue, hyvä lineaarisuus, vakaa suorituskyky ja hyvä lämpötilan vakaus ja toisto, joka on aina dominoinut korkean tarkkuuden sovelluksissa. Tulevaisuuden gyroteknologian suunta on tieteen ja tekniikan kehityksen myötä valokuitugyroskoopin (FOG) ja mikromekaanisen gyroskoopin (MEMS) halvemmat kustannukset.
Luokittelu
1. Piente inertianavigointijärjestelmä
2. Analyyttinen inertianavigointijärjestelmä
3. Puolianalyyttinen inertianavigointijärjestelmä
Käytä
Inertiallista navigointijärjestelmää käytetään useissa moottoreissa, mukaan lukien lentokoneissa, sukellusveneissä, avaruussukkuloissa ja muissa kuljetusvälineissä ja ohjuksissa, mutta hinta ja monimutkaisuus rajoittavat sitä. Hakemustilaisuus.
Inertiajärjestelmää sovelletaan ensin Rocket Guidanceen, ja amerikkalainen rakettien pioneeri Robert Gordalt GotDard kokeilee varhaista gyrojärjestelmää. Toisen maailmansodan aikana saksalainen Feng Brun parani, sitä sovellettiin V-2-rakettien ohjaukseen. Sodan jälkeen Yhdysvaltain Massachusettsin instituutit ja muut tutkimuslaitokset ja henkilökunta tekivät syvällistä tutkimusta inertiaohjauksesta ja kehittivät siten nykyaikaisen inertianavigointijärjestelmän sovelluslentokoneita, raketteja, avaruussukkuloita ja sukellusveneitä varten.
Merkitys
inertiatekniikka on yksi avainteknologioista kantoaallon navigoinnissa, inertiatekniikka on tekniikka inertiaperiaatteiden tai muiden niihin liittyvien periaatteiden käyttämiseen, autonomiseen mittaukseen ja kantoaallon liikkeen ohjaamiseen. Se on yleisnimi inertialavigaatiolle, inertiaohjaukselle, inertiamittaukselle ja inertiaherkkään tekniikat. Hallitusten vahvojen varojen tuella moderni inertiateknologia on tunkeutunut siviilialalle alusta alkaen sotilaallisesta sovelluksesta. Inertiateknologialla on erittäin tärkeä asema puolustusvälinetekniikassa. Keskipitkän ja pitkän matkan ohjusten inertiaohjausta varten tarkkuus on 70 % ohjausjärjestelmän tarkkuudesta riippuen ohjausjärjestelmän tarkkuudesta. Ohjusydinsukellusveneessä sen sijainti ja nopeus muuttuvat pitkän ajan vuoksi, ja nämä tiedot ovat laukaisuohjuksen alkuparametreja, vaikuttavat suoraan ohjuksen osumatarkkuuteen ja vaativat korkean tarkkuuden sijaintia, nopeutta ja pystysuuntaussignaali. Ainoa tällä hetkellä sukellusveneessä käytettävä navigointilaite on inertianavigointijärjestelmä. Inertianavigointi on täysin navigoitu riippumaton kantajasta itsestään, se ei ole riippuvainen ulkoisista tiedoista, sillä on hyvä piilotus, sääolosuhteet ja ihmisen häiriöt eivät vaikuta työhön ja on erittäin tarkka. Kaukoristeilyohjuksiin, inertiaohjausjärjestelmiin sekä karttasovitustekniikoihin tai muihin ohjaustekniikoihin, jotka varmistavat, että ne voivat osua kohteeseen erittäin tarkasti tuhansien kilometrien jälkeen. Inertiateknologiaa edistetään vähitellen ilmailu-, ilmailu-, navigointi-, öljykehitys-, maanmittaus-, merimittauksiin, geologisen porauksen ohjaukseen, robottitekniikkaan ja rautatieteollisuuteen jne. Uusien inertiaherkkien laitteiden ilmaantumisen myötä inertiatekniikka autoteollisuudessa, lääketieteellinen elektroniikka Sovellukset saadaan laitteistosta. Siksi inertiatekniikat eivät ole vain erittäin tärkeä asema puolustuksen modernisoinnissa, vaan myös lisäävät sen valtavaa roolia kaikilla kansantalouden alueilla.
Kehitys
Inertiajärjestelmä on itseportainen arvio kantolaitteen aktiivisesta sijainnista, sijainnista ja nopeudesta, käyttäen inertia-anturia, vertailusuuntaa ja alkuperäistä sijaintitietoa kantolaitteen suunnan määrittämiseen. Sen tulisi koostua ainakin inertiamittauslaitteesta, digitaalisesta tietokoneesta ja ohjausnäyttölaitteesta ja erillisestä tarkkuusvirtalähteestä. Kantajan liike tapahtuu kolmiulotteisessa avaruudessa, sen liikemuoto, yksi on linjaliike, toinen on kulmaliike. Riippumatta riviurheilusta tai kulmasta, se on kolmiulotteinen tila. On tarpeen perustaa kolmiulotteinen inertia-alusta. Kolmiakselisen inertiaalustan avulla se voi tarjota referenssin kolmen vapaan linjan kiihtyvyyden mittaamiseen. Kunkin tunnetun suunnan kolme viivakiihtyvyyskomponenttia mitattiin. Kantajan liikevektorit laskettiin tietokoneen kautta, joten ensimmäinen suuren luokan inertiajärjestelmäratkaisu oli alustatyyppinen inertianavigointijärjestelmä. Ilman "sähkömekaanista" alustaa, asenna inertiakomponenttigyroskooppi ja kiihtyvyysanturi suoraan kantoalustaan, luo "matemaattinen" alusta tietokoneeseen saadaksesi kantoaallon nopeuden ja sijainnin monimutkaisen laskennan ja muunnoksen avulla, tämä koskematon alusta Inertiajärjestelmä on toiseksi suurin inertiajärjestelmän ratkaisutyyppi, nimeltään Jiechang Inertiamonitori.
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.
Vuonna 1960 lasergyro kehitettiin ensimmäisen kerran menestyksekkäästi, jolloin optinen gyro alkoi hallita gyromarkkinoita. Tällä hetkellä lasergyroskoopin nollanipin stabiilius voi olla jopa 0,0005 ° / h. Lasergyron suurin ongelma on, että valmistusprosessi on monimutkaisempi ja kustannukset ovat korkeat, ja myös tilavuus ja paino ovat suuria. Tämä on tietyssä määrin Kehityssovellus tietyillä alueilla on rajallinen, ja toisaalta lasergyro on kehitetty edulliseen hintaan, miniatyrisointiin ja kolmiakseliseen integroituun suuntaan. Toisella optisella gyroskooppisella gyroskoopilla ei ole vain monia lasergyroskoopin etuja, vaan sillä on myös yksinkertaisen valmistusprosessin ominaisuudet, alhainen hinta ja kevyt paino, ja se on tällä hetkellä nopein optinen gyroskooppi.
maani kehitystä
kotimaani inertiatekniikka on edistynyt pitkään, Liquid Furura -alustan inertianavigointijärjestelmä ja tehoviritysgyro-neliakselinen alustajärjestelmä on sovellettu Long March -sarjan laukaisurakettiin. Muita erilaisia pienimuotoisia konjunktiota, kuituoptisia gyro-ohjattuja, lasergyro-ohjeita ja vastaavia GPS-korjauksia jne. on myös laajalti sovellettu taktisiin ohjausaseisiin, lentokoneisiin, laivoihin, laukaisuraketeihin, avaruusaluksiin jne. Kuten esim. drift rate 0,01 ° ~ 0,02 ° / h uuden hävittäjä koelennolla, ajelehtia 0,05 ° / h alle valokuitu gyro, soveltaminen Jieli on inertiaalisesti aluksessa, sovellus sukellusveneessä, sekä pieni Useiden inertiaohjeiden soveltaminen erityyppisissä ohjusten ohjausaseissa on parantanut huomattavasti sotilasvarusteidemme suorituskykyä.