惯性导航系统PPT幻灯片

1,惯性导航系统,王金龙2018.4.17,2,惯性导航系统,3,航姿参考系统的定义,惯性导航是利用陀螺仪和加速度计这两种惯性敏感器，通过测量载体加速度和角速度而实现的自主式导航方法。,惯性导航系统的定义,航姿参考系统（AHRS）包括多个轴向传感器，能够为飞行器提供航向，横滚和侧翻信息，这类系统用来为飞行器提供准确可靠的姿态与航行信息。,4,惯性导航系统的原理,惯性导航（InertialNavigation）是20世纪中期发展起来的自主式的导航技术。通过惯性测量组件（IMU）测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息，具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点，且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数（位置、线速度、角速度、姿态角）。,惯性导航系统的分类,按照惯性导航组合在飞行器上的安装方式1.平台式惯导系统2.捷联惯导系统捷联惯性导航系统1.速率型惯性导航系统2.位置型惯性导航系统,5,陀螺测斜仪简介,惯性导航系统的组成,惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动；3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。,惯性测量单元,惯性测量单元是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。,航姿参考系统与惯性测量单元IMU的区别在于，航姿参考系统(AHRS)包含了嵌入式的姿态数据解算单元与航向信息，惯性测量单元(IMU)仅仅提供传感器数据，并不具有提供准确可靠的姿态数据的功能。,航姿参考系统,6,惯性导航系统的优缺点,惯性导航技术的优点有：（1）由于它是不依赖于任何外部信息也不向外部辐射能量的自主式系统故隐蔽性好且不受外界电磁干扰的影响；（2）可全天侯全球、全时间地工作于空中地球表面乃至水下（3）能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低（4）数据更新率高、短期精度和稳定性好缺点是：（1）由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；（2）每次使用之前需要较长的初始对准时间；（3）设备的价格较昂贵；（4）不能给出时间信息。,7,陀螺测斜仪简介,惯性导航系统的运用,惯性导航系统用于各种运动机具中，包括飞机、潜艇、航天飞机等运输工具及导弹，然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。,AHRS原本起源于飞行器相关技术，但是近几年随着成本的器件成本的不断降低也被广泛的应用于机动车辆与无人机，工业设备，摄像与天线云台，地面及水下设备，虚拟现实，生命运动科学分析，虚拟现实，游戏界面，室内定位等需要三维姿态测量的产品中,航姿参考系统的运用,8,ER-RawRateGyroAttitudeHeadingReferenceSystem：.用于大型船舶，在颠簸的水域进行长途航行;,航姿参考系统产品,ER-FiberOpticAttitudeHeadingReferenceSystem：应用于航空、航天、武器、战术导弹等领域。,9,IMU公司产品,ER-1D激光惯性测量装置:,它可广泛应用于产品的开发和研究中，惯性综合导航，定位方向，姿态位置测量等。,适用于各种捷联式高精度定位和定位设备/gnss惯性集成导航系统、移动测量系统、高速铁路和高速公路测量系统，以及航空摄影、航空测绘、现场测试、地下航行和其他印刷设备的精度。,ER-IMU32激光惯性测量装置:,10,陀螺测斜仪简介,ER-3100MEMS惯性测量装置:集成导航和惯性制导系统，飞行控制和导航系统、航姿参考系统、天线、相机和平台稳定系统。,ER-3200MEMS惯性测量装置:,综合导航系统和惯性制导系统,飞行控制和制导系统,姿态航向参考系统(AHRS),天线、摄像机和平台的稳定,11,ER-711MEMS惯性测量装置:,ER-5500FOGIMU:,该应用是测绘、测量、制导弹药、民用航空、车辆和其他特殊设备等,智能弹药(JDAM);航空测绘;车辆导航和定位;姿态控制;起伏测量;组合导航系统;,12,陀螺测斜仪简介,ER-80FOGIMU智能弹药(JDAM)、航空测绘车辆导航、定位、姿态控制、组合导航系统；,13,INS产品,轨道监视惯性导航系统：,轨道监测惯性导航系统是一种精密测量仪器。它可以实现精密测量端面和中线坐标,是便携式轨道探测器的核心组件,可以实现轨道安慰(高、低、铁路),计,超高,三角孔几何参数、测量精度高和低/铁路的毫米,高可靠、精度高、操作方便等,管道映射惯性导航系统:,完成石油的天然气管道管轨迹,如坐标测量、参数等的实现管和水平米精确定位,辅助管道安全评估和损坏点定位,产品成功在中海油，中石油管道检测工程应用,14,ER-7960FOG惯性导航系统,测绘无人飞行器（uav）光电探测稳定性,测绘城市高速铁路轨道检查定向陆地定位车辆卫星通信的智能无人驾驶车辆,水文测量航道探测海上罗盘无人水面船,ER-7660FOG惯性导航系统,特别适用于无人飞行器（UAV）和其他类型的水下飞行器无人驾驶飞机导航pos测绘无人飞行器（uav）光电探测稳定性,测绘城市高速铁路轨道检查定向陆地定位车辆卫星通信的智能无人驾驶车辆,水文测量航道探测海上罗盘无人水面船,15,ER-9100RLG惯性导航系统,可以实现长时间和高精密组合导航,特别适用于陆基应用,如高精度定位定向和海洋罗盘方向。,ER-5610MEMS惯性/卫星综合导航系统,无人机,天线测量,飞机的黑匣子,街景车,电气检查无人驾驶汽车,16,ER-5680MEMS惯性/卫星综合导航系统,无人驾驶飞机,天线测量,光电检测是稳定的,街景车电气检查无人驾驶汽车，智能无人驾驶汽车,ER-FGI1100光纤惯性导航系统飞机、车辆、舰船等运载体提供高精度、全自主的导航信息，包括载体运动角速度、加速度、航向、姿态、速度、位置等。,17,ER-INS800RLG惯性导航系统,车辆导航;船载;,ER-MEMS惯性导航系统:,ER-MGI210/230紧密集成导航系统可广泛应用于无人驾驶飞行器、车辆导航、航空、平台稳定控制等领域,18,ER-5651MEMS惯性/卫星综合导航系统:,无人驾驶飞机;天线测量;光电检测稳定;航空器;街景