美国ANWSN-5型惯性导航系统.doc

美国AN/WSN-5型惯性导航系统 (一)研制背景与计划 随着科学技术的飞速发展，舰载武器系统已发生了巨大变化。为了充分发挥武器系统的效能，提高其命中概率，数量众多的大型水面舰艇急需装备惯性导航系统。美国利顿公司顺应这种形势，在其ANWSN-2型平台罗经的基础上研制了ANWSN-5型惯性导航系统，于70年代末进人生产阶段。 ANWSN-5型舰船惯性导航系统是一种中等精度的系统，能连续提供速度、位置和姿态信息，适合装备水面舰艇。 1981年，装备有宙斯盾、战斧等导弹系统的驱逐舰已装备了ANWSN-5型舰船惯性导航系统，后来又有多艘驱逐舰装备了该型系统。 由于ANWSN-5型舰船惯性导航系统精度不及装备核潜艇的惯性导航系统精度高，因此，其造价比核潜艇载惯性导航系统的价格低得多，这样便解决了长期以来像驱逐舰一类的大型水面舰艇，因惯性导航系统价格昂贵而装不了惯性导航系统的问题。(二)系统组成 ANWSN-5型舰船惯性导航系统的结构与ANWSN-2型平台罗经的结构基本相同，采用相同的单一机柜。机柜上盖是控制面板，面板下面是电子控制装置，再往下的左边是同步发送装置，右边是电池组。最低层是惯性测量装置。 电子控制装置包括：中心处理机、存储器、控制指示器、输入输出电路和检测设备，这些装置都以插件板形式装在机架上，可以从机架顶部、侧面和底部接触各插件板组件，装卸方便。 中心处理机为24位计算机。必要时，可将ANWSN-5的存储扩展到32kB。输人输出电路在ANWSN-5中除了有较多的数字通道外，还有两个模拟式速度通道。检测设备可以把故障隔离到可拆卸的部件上，因此，便于维修。 同步发送装置有六个同步放大器，每个放大器可提供400mA的航向信号和100mA的姿态信号。 电池组采用大功率的密封式铅酸电池，在断电的情况下，可维持系统工作15min。系统配有蓄电池充电线路，能在全充电状态下继续工作。 惯性测量装置的主体P-500平台是利顿公司的第二代产品，于60年代研制成功，用于LTN-58等航空惯导系统。70年代移用于航海ANWSN-2型平台罗经。用于航空的为四环结构，用于航海的为三环结构。平台框架采用分段式铸铝结构，每环由四段组成，用螺钉和销钉连接。框架上装2个G1二自由度液浮陀螺和二个A1液浮摆式加速度计。这些部件都设计成可更换式，更换时，不需要重新对准或校准。 ANWSN-5是比较完善的舰船惯性导航系统，有惯性导航和对准两种工作方式。 ANWSN-5型惯性导航系统使用15状态的卡尔曼滤波器来提高系统性能。(三)主要技术性能 航向精度() 5.65 水平精度()1.75 定位精度(nmileh)16 平均无故障间隔时间(h)大于4000 平均故障修复时间(min)低于40 适应环境温度() +4.5+65 适应环境湿度() 095 要求的电源：三相115V400Hz 功耗(W) 440(额定值) 940(最高值) 设备尺寸(cm)43.953.3117.6 重量(kg)172.7(四)系统评价ANWSN-5是一种中等精度的惯性导航系统，自70年代末问世以来，在大型水面舰上装得较多。其性能稳定可靠，能满足舰载武器系统战术指标的要求。 平台罗经 平台罗经是军用产品，它和大多数只能给出航向信息的陀螺罗经有很大差别。它除了能输出精确的航向信息外，还能提供精确的舰艇横摇和纵摇姿态信息。用以稳定雷达、瞄准装置、火炮和导弹发射架。与罗经不同的另一点是平台罗经必须能在各种军用环境下持续工作，并保持高的性能精度。 第一台平台罗经是40年代末由美国斯佩里公司研制成功的，军用型号为MKl9mod3，美国将其称为第一代平台罗经。后来，又在其基础上改进发展了a、b、c和d四种型号，广泛装备在美国海军及其盟国的军用舰艇上。 到70年代，由于科学技术的飞速发展，现代海战的概念、舰艇设计和武器系统都有了很大的改进，因而对平台罗经又提出了新的要求，其中包括：减少操作人员；要求总的寿命周期成本低，即不是片面要求售价低，而是要求设备在使用寿命期间内的总费用，包括售价、维修费用，对操作人员的技术要求、耗电等项总费用最低；要求电子系统的体积减至最小；要求可靠性高、可维修性好；新出现的武器系统要求有更高精度的姿态信息。 为了顺应这种形势，国外在70年代研制出几型对国际市场有影响的系统，它们是：美国斯佩里公司的MK29型平台罗经、美国的利顿公司的ANWSN-2型平台罗经、英国马可尼埃利奥特航空电子学系统公司的NCSl型平台罗经、西德利铁夫公司的PL-41MK3型平台罗经、法国通用电气机械公司的MCV3型平台罗经。 上述大多数系统都是在本国海军的资助下研制的，因此，可能只符合于具体国家的要求。但是，上述系统都对外国海军增加了一些附加的功能，因而，它们