11惯性导航与组合导航作业(无水印).doc

惯导 作业一、填空题1. 惯性导航系统是一种不依赖任何外部信息、也不向外部辐射能量的_导航系统。答案：自主式2. 不依赖外界信息，只靠对载体本身的_、来完成导航任务的技术称做惯性导航，也称为自主式导航 答案：惯性测量3. 加速度计其输出一般是_、，但在积分加速度计的情况下则输出为_、。答案：速度、加速度4. 惯性器件就是测量载体_、和_、参数的传感器。答案：线运动、角运动5. 加速度经过一次积分可以得到_，经过二次积分得到_。答案：运动速度、运动距离6. 描述角运动的参数有_、_。答案：姿态角、姿态角速度7. 描述线运动的参数有_、_、_。答案：位移、速度、加速度8. 高速旋转的自由陀螺仪，当不受外力矩作用时，其主轴将保持它在空间的_方向不变。答案：初始 9. 由表观运动所引起的陀螺_偏离当地地垂线的误差，称之为陀螺仪的“表观误差”。答案： 自转轴二、单选题1陀螺自转轴方向相对惯性空间保持不变，以地球作为参考基础，陀螺自转轴相对地球表面的转动，为（）。A表观运动B自转运动C定轴运动D进动运动答案：A三、多选题（每题1分）1惯性导航系统的核心有（）A 加速度计、B 陀螺仪C 导航计算机D GPS答案：ABC2惯性导航系统的基本组成（）A加速度计B模拟某一坐标系的惯性平台C导航计算机D控制显示器答案：ABCD3激光陀螺特点有哪些（）。A抗干扰能力弱B启动快C动态特性较宽D稳定性好答案：BCD4.关于组合导航系统，下列说法正确的是（）。A提高导航系统的精度B提高导航系统的可靠性C提高导航系统的安全性D启动快答案：ABC四、判断题1. 一个沿直线运动的载体，只要借助于加速度计测出它的加速度，那么，载体在任何时刻的速度和相对出发点的距离就可以实时地计算出来。答案：对2在研究惯性敏感器和惯性系统的力学问题时，通常将相对恒星所确定的参考系称为惯性空间，空间中静止或匀速直线运动的参考坐标系称为惯性参考坐标系。答案：对五、名词解释1.惯性导航技术答案：不依赖外界信息，只靠对载体本身的惯性测量来完成导航任务的技术称做惯性导航技术。2. 捷联式惯导系统答案:加速度表和陀螺直接固定在载体上，随载体转动而转动，无实体平台，通过计算构成虚拟的数学平台的惯性导航系统。3. 组合导航系统答案:把两种或两种以上不同的导航系统以适当的方式组合在一起，利用其性能上的互补特性,以获得比单独使用任一系统时更高的导航性能。六、问答题（每题5分）1.光学陀螺的分类有哪些？答案：光学陀螺有两种：一种是环形激光陀螺，另一种是光纤陀螺。2.惯性导航系统由几部分组成？答案：惯性导航系统由以下几部分组成：1加速度计。2陀螺稳定平台。3导航计算机。控制显示器。3.简述陀螺仪进动性。答案：高速旋转的自由陀螺仪，当受外力矩作用时，其主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力矩矢端作进动运动。4.简述陀螺仪定轴性。在陀螺仪上无外力矩作用，陀螺自转轴相对惯性空间将保持不动。当陀螺仪不受外力矩作用时由此得H常数，表明陀螺动量矩在惯性空间中既无大小的改变，也无方向的改变，即自转轴在惯性空间中保持原来的初始方位不变。5.简述惯性导航系统的工作过程？惯性导航系统是利用惯性元件来感知运动载体的运动速度或加速度，经过积分运算，求出导航参数以确定载体的位置和运动航向，它是一种不依赖任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。6.什么是陀螺仪漂移？减少漂移的方法？漂移作用在陀螺仪支承轴(内环轴和外环轴)上的干扰力矩(主要是摩擦力矩)也会引起陀螺仪进动角速度。减少漂移可以从2个方面入手：增大陀螺的动量矩（增加转子质量或者加大转子自转角速度）；减少干扰力矩。七、综合分析题1. 根据以下原理图，论述平台式惯导系统的原理？答案：惯导系统转入导航之前，要首先进行初始对准，建立载体的水平和方位基准，同时按照公式，为系统输入初始导航数据(，)。在转入导航后，系统以对准时建立的水平和方位基准为参考坐标系进行加速度的测量和导航计算，加速度计输出的信号送到导航计算机。陀螺在施矩信号作用下，通过稳定回路，控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角运动。载体的姿态和方位信息则可以从平台框架上的传感器直接测量得到。2. 根据以下捷联式惯导系统原理结构图，阐述其原理？如下捷联式惯导系统原理结构图:答案：在捷联式惯导系统中，没有实体平台，其平台功能将由计算机来完成，因而称之为“数学平台”。此时，陀螺仪和加速度计都直接安装在载体上，惯性元件的敏感轴安装在所谓的载体坐标系的三轴方向上，根据原理结构图，分别计算出载体坐标系相对于惯性系的角速度和角加速度。为了避免载体急