慣性導(dǎo)航的制霸，捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的優(yōu)越性分析

　　今天來(lái)給大家介紹一下慣性導(dǎo)航，而傳感器只是慣性導(dǎo)航中的一個(gè)零部件。慣性導(dǎo)航現(xiàn)在最普及，運(yùn)用的最多的就是捷聯(lián)慣導(dǎo)，捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)是為了飛控的小型化。

　　導(dǎo)航的目的是為了實(shí)時(shí)獲取無(wú)人機(jī)的姿態(tài)、位置和速度等參數(shù)。光電碼盤可用來(lái)測(cè)量無(wú)人機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，測(cè)速電機(jī)可用來(lái)測(cè)量無(wú)人機(jī)的角速度，測(cè)速計(jì)可用來(lái)測(cè)量無(wú)人機(jī)的速度，但是以上各種測(cè)量手段均不能單獨(dú)同時(shí)測(cè)量無(wú)人機(jī)的線運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)，而慣性導(dǎo)航就可以做到這一點(diǎn)。因?yàn)閼T性導(dǎo)航系統(tǒng)不需要物理參照，所以它被稱為DOF系統(tǒng)，此外慣性導(dǎo)航還不會(huì)收到設(shè)備外部自然和人為的干擾，特別適合在惡劣環(huán)境下的使用。

　　20世紀(jì)90年代以后，隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的發(fā)展，慣性敏感元件實(shí)現(xiàn)了體積小型化，提高了可靠性，并適合批量生產(chǎn)，從此捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入了微機(jī)電領(lǐng)域，并開(kāi)始向民用領(lǐng)域廣泛滲透，出現(xiàn)在機(jī)器人系統(tǒng)和新一代的交通工具中。進(jìn)入21世紀(jì)，捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)幾乎完全取代了平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)。

　　特別是諸如飛機(jī)，導(dǎo)彈等中低精度應(yīng)用領(lǐng)域幾乎都采用捷聯(lián)式管道系統(tǒng)。利登公司在十年前就推出LTN-92激光捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)，作為替換撓性陀螺平臺(tái)式慣導(dǎo)LTN-72的換代產(chǎn)品，波音和空中客車民航機(jī)幾乎都裝備LTN-92激光捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)。

　　捷聯(lián)式管道系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是依靠短發(fā)建立起導(dǎo)航坐標(biāo)系統(tǒng)，即平臺(tái)坐標(biāo)系以數(shù)學(xué)平臺(tái)形式存在，這樣省略了復(fù)雜的物理實(shí)體平臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、成本低、維護(hù)簡(jiǎn)便、可靠性高，還可通過(guò)余度技術(shù)提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。

　　但這些好處是用復(fù)雜的算法設(shè)計(jì)和繁重的計(jì)算負(fù)荷換取的。姿態(tài)更新解算是捷聯(lián)式慣導(dǎo)的關(guān)鍵算法。傳統(tǒng)的姿態(tài)更新算法有歐拉角法、方向余弦法和四元數(shù)法，其中四元數(shù)皮卡算法簡(jiǎn)單、計(jì)算量小，因而在工程實(shí)際中常采用。