04 惯性导航基本原理ppt课件.ppt
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1、1 1 4 4 惯性导航基本原理惯性导航基本原理 国防科技大学国防科技大学 航天与材料工程学院航天与材料工程学院 2 2 4.1 引言 4.2 单自由度陀螺测量原理 4.3 加速度计测量原理 4.4 平台式惯性导航基本原理 4.5 捷联惯性导航基本原理 4.6 惯性导航误差分析 主要内容主要内容 3 3 4.1 引言 4.2 单自由度陀螺测量原理 4.3 加速度计测量原理 4.4 平台式惯性导航基本原理 4.5 捷联惯性导航基本原理 4.6 惯性导航误差分析 主要内容主要内容 4 4 (1)惯性导航系统功能 测量载体相对于惯性坐标系的加速度、角速度,通过 积分计算获取载体的导航信息。 (2)惯
2、性导航系统发展 以机械陀螺为敏感器件的惯性导航系统的发展; 以光学或微机电陀螺为敏感器件的惯性导航系统的发展。 5 5 (3)系统分类 平台式惯导系统、捷联式惯导系统 陀螺 加速度计 计算机导航信息 (4)系统组成 6 6 (5)惯导优点 依靠自身测量信息进行连续定位; 不需接收外部信息,不受外界干扰; 不向外部辐射能量,具有隐蔽性; 可同时确定载体位置/速度/姿态信息。 7 7 4.1 引言 4.2 单自由度陀螺测量原理 4.3 加速度计测量原理 4.4 平台式惯性导航基本原理 4.5 捷联惯性导航基本原理 4.6 惯性导航误差分析 主要内容主要内容 8 8 (2)陀螺分类 按测量物理机制分
3、:机械陀螺(液浮、挠性、静电) 光学陀螺(激光、光纤) 微机电陀螺 按自由度个数分: 单(双、三)自由度 (1)陀螺功能 敏感载体相对于惯性坐标系的角速度。 9 9 (3)机械式单自由度挠性陀螺 (M ) 挠性杆测角器 H O I 结构示意图 内环 外环 1010 机械式单自由度陀螺测量原理 若载体(外环)相对于惯性坐标系,绕 I(Input) 轴 以角速度匀速旋转,则转子绕 O(Output)轴进动,测角 仪测出相应进动角度(与成正比)。 单自由度 转子相对于载体(外环),除了可以绕 H 轴转动外, 还可绕 O 轴转动小角度。而自转轴仅能绕 O 轴旋转,并 根据其相对载体的转动自由度定义陀螺
4、仪的自由度。 1111 机械式双自由度陀螺结构示意图 外环 内环 外环轴 测角器 内环轴 测角器 转子 H 1212 Sagnac效应(1913年) 光束 1 的行程 传播时间 旋转条件下的行程差 光束 1、2 的行程差 (4)激光陀螺 r 光束1光束2 检测点 测量原理示意图 A B B 1313 激光陀螺结构示意图 谐振腔 激光束 激光管 平面镜 光电读出器 1414 光纤陀螺结构示意图 1515 激光陀螺 国内:0.002 /h 光纤陀螺 国外:0.001 /h 1616 4.1 引言 4.2 单自由度陀螺测量原理 4.3 加速度计测量原理 4.4 平台式惯性导航基本原理 4.5 捷联惯
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