2025 年大学导航工程（惯性导航）试题及答案

2025年大学导航工程（惯性导航）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.惯性导航系统中，能够测量载体角速度的传感器是（）A.加速度计B.陀螺仪C.磁罗盘D.GPS接收机2.以下哪种坐标系不是惯性导航常用的坐标系（）A.大地坐标系B.机体坐标系C.导航坐标系D.惯性坐标系3.惯性导航系统的核心部件不包括（）A.计算机B.加速度计C.陀螺仪D.天线4.捷联式惯性导航系统与平台式惯性导航系统相比，其优点不包括（）A.结构简单B.可靠性高C.精度更高D.成本较低5.对于加速度计的误差，以下说法正确的是（）A.主要包括零位误差和刻度因数误差B.零位误差只影响静态测量C.刻度因数误差只影响动态测量D.与测量环境无关6.陀螺仪的漂移误差是指（）A.测量的角速度与真实角速度的偏差B.测量的角度与真实角度的偏差C.测量的线速度与真实线速度的偏差D.测量的加速度与真实加速度的偏差7.惯性导航系统的初始对准是为了（）A.确定载体的初始位置和姿态B.校准加速度计和陀螺仪C.启动导航计算D.以上都是8.卡尔曼滤波器在惯性导航中的作用是（）A.提高导航精度B.降低计算复杂度C.增强系统稳定性D.以上都是9.惯性导航系统的误差随时间积累，以下措施不能有效减小误差积累的是（）A.采用高精度的传感器B.定期校准传感器C.增加系统的冗余度D.降低载体的运动速度10.以下关于惯性导航系统的应用，说法错误的是（）A.广泛应用于航空、航天领域B.可用于水下航行器的导航C.不适用于对精度要求高的场合D.在导弹制导中发挥重要作用二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内，少选、多选、错选均不得分）1.惯性导航系统的优点包括（）A.自主性强B.隐蔽性好C.不受外界干扰D.可连续提供载体的位置、速度和姿态信息E.精度高2.加速度计的主要性能指标有（）A.量程B.精度C.分辨率D.带宽E.迟滞3.陀螺仪的分类方式有（）A.按工作原理分类B.按测量精度分类C.按输出信号分类D.按应用领域分类E.按结构形式分类4.惯性导航系统的误差源包括（）A.传感器误差B.初始对准误差C.导航算法误差D.外界环境干扰E.载体运动状态变化5.提高惯性导航系统精度的方法有（）A.采用高精度的传感器B.优化导航算法C.进行误差补偿和校正D.增加系统的冗余度E.改善系统的工作环境三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，在括号内打“√”或“×”）1.惯性导航系统只能测量载体的直线运动，不能测量曲线运动。（）2.陀螺仪的精度越高，其漂移误差越小。（）3.加速度计测量的是载体的绝对加速度。（）4.捷联式惯性导航系统需要一个物理平台来安装传感器。（）5.惯性导航系统的初始对准精度对后续导航精度没有影响。（）6.卡尔曼滤波器可以实时估计和修正惯性导航系统的误差。（）7.外界磁场不会对惯性导航系统产生影响。（）8.惯性导航系统的精度只与传感器的精度有关。（）9.平台式惯性导航系统的精度一般高于捷联式惯性导航系统。（）10.惯性导航系统可以在没有任何外界信息的情况下长期独立工作。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述惯性导航系统的工作原理。2.加速度计的刻度因数误差对惯性导航系统有何影响？如何减小这种影响？3.说明惯性导航系统初始对准的方法及原理。五、论述题（总共2题，每题15分，请详细论述下列问题）1.分析捷联式惯性导航系统和平台式惯性导航系统的优缺点，并说明它们在不同应用场景下的适用性。2.阐述如何提高惯性导航系统的精度和可靠性，结合具体技术手段进行说明。答案：一、选择题1.B2.A3.D4.C5.A6.A7.D8.D9.D10.C二、多项选择题1.ABD2.ABCDE3.ACE4.ABCDE5.ABCDE三、判断题1.×2.√3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.×10.√四、简答题1.惯性导航系统利用加速度计测量载体的加速度，通过积分得到速度和位置；利用陀螺仪测量载体的角速度，通过积分得到姿态角。根据牛顿运动定律和运动学原理，在惯性空间中建立载体的运动模型，从而确定载体的位置、速度和姿态。2.加速度计的刻度因数误差会导致测量的加速度与真实加速度存在偏差，进而影响速度和位置的计算精度。减小这种影响的方法包括：采用高精度的加速度计、定期校准刻度因数、进行温度补偿等。3.初始对准方法主要有解析对准和几何对准。解析对准利用陀螺仪和加速度计的输出信息，通过数学模型计算初始姿态；几何对准通过测量载体与已知地理坐标点的夹角等几何关系来确定初始姿态。原理是利用惯性传感器的输出，结合载体的运动学和几何学原理，确定载体在惯性空间中的初始状态。五、论述题1.捷联式惯性导航系统优点：结构简单、可靠性高、成本低；缺点：计算量大、精度相对较低。适用于对成本敏感、精度要求不是极高的场合，如一些小型飞行器等。平台式惯性导航系统优点：精度高；缺点：结构复杂、