2025年大学测绘工程（惯性导航技术）试题及答案

2025年大学测绘工程（惯性导航技术）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.惯性导航技术中，用于测量载体加速度的核心传感器是A.陀螺仪B.加速度计C.磁力计D.气压计答案：B2.以下哪种误差不属于惯性导航系统的主要误差源A.陀螺漂移B.加速度计零位偏置C.卫星信号遮挡D.刻度因数误差答案：C3.惯性导航系统能够直接输出的导航参数是A.经度B.纬度C.速度D.高度答案：C4.捷联式惯性导航系统与平台式惯性导航系统相比，其优点是A.结构复杂B.可靠性高C.精度更高D.成本更高答案：B5.在惯性导航中，为了提高导航精度，常采用的技术是A.卡尔曼滤波B.最小二乘法C.极大似然估计D.蒙特卡洛方法答案：A6.惯性导航系统的初始对准是为了确定A.载体的初始位置B.载体的初始姿态C.传感器的初始误差D.以上都是答案：D7.以下关于陀螺的描述，正确的是A.陀螺只能测量角速度B.陀螺的精度与温度无关C.光纤陀螺具有高精度、高可靠性等优点D.激光陀螺价格低廉答案：C8.惯性导航系统在以下哪种环境下性能会受到较大影响A.高空飞行B.海上航行C.地下隧道D.开阔平原答案：C9.当惯性导航系统长时间工作后，其导航误差会逐渐增大，主要原因是A.传感器老化B.外界干扰增强C.算法失效D.数据传输错误答案：A10.为了提高惯性导航系统的自主性，可采取的措施是A.增加卫星定位模块B.采用多传感器融合C.提高传感器精度D.优化导航算法答案：B第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共15分）答题要求：本大题共5小题，每小题3分。请将正确答案填写在题中的横线上。1.惯性导航技术是基于______原理，通过测量载体的加速度和角速度来确定载体的运动状态。答案：牛顿力学2.加速度计的测量原理基于______定律。答案：牛顿第二3.惯性导航系统的主要组成部分包括______、______和导航计算机。答案：惯性测量单元、数据处理单元4.捷联式惯性导航系统中，姿态矩阵的求解方法主要有______和______。答案：方向余弦法、四元数法5.惯性导航系统的误差可分为______误差和______误差。答案：系统、随机（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述惯性导航系统的工作原理。答案：惯性导航系统通过加速度计测量载体的加速度，经过积分得到速度，再积分得到位置；通过陀螺仪测量载体的角速度，用于姿态更新。利用牛顿力学原理，依据这些测量信息确定载体的运动状态和导航参数。2.说明陀螺漂移对惯性导航系统精度的影响。答案：陀螺漂移会导致角速度测量误差，进而使姿态解算产生偏差。姿态误差会进一步影响速度和位置的计算，随着时间积累，导航误差不断增大，严重降低惯性导航系统的精度。3.列举几种常见的加速度计类型。答案：常见的加速度计类型有压电式加速度计、压阻式加速度计、应变式加速度计、光纤加速度计、MEMS加速度计等。4.简述惯性导航系统初始对准的重要性。答案：初始对准是惯性导航系统正常工作的前提。准确的初始对准能够确定载体的初始位置和姿态，为后续导航计算提供正确的基准，减少导航误差的积累，提高导航系统的精度和可靠性。（三）论述题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。要求论述充分，条理清晰。论述多传感器融合技术在提高惯性导航系统性能方面的作用。答案：多传感器融合技术可有效提高惯性导航系统性能。惯性导航系统存在累积误差，而其他传感器如GPS可提供高精度的位置信息，将其与惯性导航系统融合，能实时修正惯性导航的位置误差，提高定位精度。同时，利用磁传感器等可辅助确定姿态，增强姿态测量的准确性和可靠性。不同传感器在不同环境下各有优势，融合后能取长补短，适应复杂多变的应用场景，提升惯性导航系统在各种情况下的整体性能。（四）材料分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在某飞行器的惯性导航系统中，采用了高精度的光纤陀螺和MEMS加速度计。在飞行过程中，发现导航误差逐渐增大。经过分析，发现加速度计存在一定的零位偏置误差，且陀螺的漂移率也超出了设计指标。1.请分析加速度计零位偏置误差对导航系统的影响。答案：加速度计零位偏置误差会使测量的加速度值不准确，导致速度积分计算出现偏差，进而使位置计算产生累积误差，随着飞行时间增加，导航误差逐渐增大，影响飞行器的定位精度。2.针对陀螺漂移率超出指标的问题，可采取哪些措施进行改进？答案：可采取定期校准陀螺的措施，通过与高精度标准设备对比测量，调整陀螺参数以减小漂移。也可采用温度补偿技术，因为温度变化会影响陀螺性能，通过补偿算法降低温度对漂移率的影响。还可选用更高精度、更低漂移率的陀螺进行更换。（五）设计题（共20分）答题要求：本大题共1小题，20分。请根据要求进行设计。设计一个基于惯性导航技术的简单室内定位系统，说明系统的组成部分及工作流程。答案：系统组成部分：包括惯性测量单元（含高精度加速度计和陀螺仪）、数据处理模块、定位显示模块。工作流程：惯性测量单元实时测量载体的加速