1、 我們研究的問題是慣性導航系統，下面我們就從慣導系統的定義、慣導系統的發展歷程、慣導系統的組成、工作原理、分類與功能、優點與缺點以及慣導系統的應用現狀幾個方面來探討該問題。一、慣性導航系統的定義： 慣性導航系統是一種通過高精度的陀螺和加速度計，測量運動載體的角速率和加速度信息，經積分運算得到運動載體的加速度、位置、姿態和航向等導航參數的自主式導航系統。二、慣導系統的發展歷程：慣導系統發展是以性能價格比為標志的，而性能價格比主要取決于慣性傳感器陀螺儀和加速度計的精度和成本,尤其是陀螺儀，其漂移率對慣導系統位置誤差增長的影響是時間的三次方函數，而高精度的陀螺儀制造困難，成本高昂。因此，慣性技術界一

2、直在尋求各種有效方法來提高陀螺儀的精度,同時降低系統成本從上世紀50年代的液浮陀螺儀到60年代的動力調諧陀螺儀(DTG)， 從上世紀80年代的環形激光陀螺儀(RLG) 和光纖陀螺儀（FOG）到90年代的振動陀螺儀，以及目前報道較多的微機械電子系統陀螺儀(MEMSG)，每一種新型陀螺儀的出現都使慣導系統的性能價格比提高一大步，有一代陀螺儀就有一代慣導系統與之對應。第一代平臺慣性導航系統采用精密穩定平臺，陀螺儀采用液浮或靜電懸浮陀螺儀，不僅體積重量大，而且系統性能受機械結構的復雜性和極限精度的制約，再加上產品可靠性和維護方面的問題，成本十分昂貴，只有戰略武器上才使用這類慣導系統；上世紀60年代動力

3、調諧陀螺儀技術成熟，精度達到慣性級，常規武器上才開始大量裝備慣導系統，用動力調諧陀螺儀制造的慣性導航系統被稱為第二代慣導系統；上世紀80年代激光陀螺儀技術成熟。它的出現為捷聯慣導系統提供了理想器件。用它制造的慣性導航系統被稱為第三代慣導系統；近10年來微電子技術已被用來制造微機械裝置，如各種微傳感器和微執行器，微機電系統（MEMS）異軍突起，據AIAA報告可以在一塊 4的硅片上，用化學刻蝕的方法批量生產出4000多個獨立的微型慣性儀表，這些微慣性儀表的出現迅速擴大了微慣性測量裝置在軍事和民用領域的應用。MEMS 技術制造的慣性傳感器成本低廉，它的出現使慣導系統正由貴族產品走向貨架產品。三、系統

4、組成 1、加速度計。用于測量飛機運動的加速度，一般應由三個加速度計完成三個方向的測量。2、穩定平臺。為加速度計提供一個準確的安裝基準和測量基準，以保證不管載體姿態發生多大變化，平臺相對于慣性參考坐標系的方向始終保持不變，即三個加速度計的空間指向是不變的。例如，某些飛機上的慣導系統要求這個穩定平臺在方位上要對正北向，在平面上要和當地水平面平行，使平臺的三個軸正好指向東、北、天三個方向。能夠實現這一要求的，只有陀螺儀，所以也叫陀螺穩定平臺。陀螺也就成為穩定平臺和慣性導航系統的核心部件。正因為有了這樣一個基準平臺，飛機相對該平臺在方位上的偏角反映了航向，飛機相對該平臺在水平兩個軸向上的偏角反映了俯仰

5、和傾斜（橫滾）。所以穩定平臺代替了地平儀、羅盤或航向姿態系統的功能。3、導航計算機。用于進行積分、相加、乘除和三角函數等數學計算。同時，為保證平臺始終水平和指北，要隨飛機運動和地球自轉，不斷計算出修正平臺位置的指令信號。還要計算并補償有害加速度等。4、控制顯示器。一個功用是向計算機輸入飛機初始運動參數和位置參數；另一個功能是顯示飛行過程中的導航參數；還可以進行必要的控制操作，以實現慣性導航的更多功能。四、慣導系統的工作原理慣導的基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標系中，就能夠得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。

6、 5、 慣導系統分類 1、平臺式慣導系統。這種慣導系統存在陀螺穩定平臺，加速度計和陀螺都安裝在平臺上。2、捷聯式慣導系統。這種系統中沒有實際的陀螺穩定平臺，加速度計和陀螺直接安裝在機體上，使用平臺式計算機建立的“數學平臺”模型來代替。6、 系統的主要功能 慣性導航系統可以自動測量飛機各種導航參數及控制參數，供飛行員使用，與飛機其他控制系統相配合完成對飛機的人工或自動控制。這些參數主要包括：基本導航參數、即時位置、地速、航向角、航跡角、航跡誤差、偏流角、風速、風向、待飛時間和距離、飛機姿態角和角速率7、 慣性導航的優缺點 1、慣導系統作為一種有效的導航系統，存在很多其他的導航系統無法比擬的優點，主要包括如下幾個方面：（1）由于它是不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量的自主式系統故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響。（2）可全天流全球、全時間地工作于空中、地球表面乃至水下。（3）能提供位置、速度、航向和姿態角數據，所產生的導航信息連續性好而且噪聲低。（4）數據更新率高、短期精度和穩定性好。 2、慣性導航系統也不是完美的，受各種因素的影響，同樣存在不可避免的缺點，這些缺點主要體現在如下幾個方面：（1） 由于導航信息經過積分而產生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差（2） 每次使用之前需要較長的初始對準時間（3） 慣導設備的價格較昂貴（4） 不