惯性导航系统分析
西安航空学院
本科毕业设计（论文）
题目：某型飞机翼肋中段装配型架
设计与装配工艺仿真
学院：飞行器学院
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二〇一六年六月一日
学士学位论文原创性声明
本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日
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作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
某型飞机翼肋中段装配型架设计与装配工艺仿真
摘要：飞机装配型架是飞机装配过程中的生产工艺装备，其主要功用是保证产品准确度与互换性，提高劳动生产率和减轻工人劳动强度，减少生产所需成本[1]。装配型架结构的设计是否合理，不仅影响到装配型架本身制造过程中的工作量大小、制造周期的长短、生产成本的高低，还对装配过程中各工件的对接、配合尺寸的协调一致，对飞机装配的互换协调性、制造质量和进度有很大影响，从而直接影响到整个飞机的制造周期。本文通过对翼肋中段组合件的结构及工艺性进行分析，编制相应的装配工艺规程，根据翼肋中段组合件的装配工艺特点设计了对应的装配型架，最后结合翼肋中段组合件的结构特点，根据设计的装配工艺规程，利用三维设计软件UG对翼肋中段组合件及装配型架组件进行建模，并对其装配过程进行了仿真模拟。
关键字：翼肋中段；装配型架；仿真模拟
The Middle Wing Rib of An Aircraft Frame Assembly Design
and Assembly Process Simulation
Abstract：Aircraft assembly fixtures aircraft assembly process production technology and equipment, and its main function is to ensure product accuracy and interchangeability, improve labor productivity and reduce labor intensity and reduce the required production costs. Assembly-frame structure design is reasonable, not only affect the assembly jig manufacturing process itself workload size, length, low production cost manufacturing cycle, but also to the assembly process of each workpiece docking, coordinated with the size, coordination of exchange of aircraft assembly, manufacturing quality and progress have a significant impact, which directly affect the manufacturing cycle of the aircraft. Based on the structure and process of the rib in the middle assembly for analysis, preparation of the corresponding assembly process planning, according to the assembly process characteristics rib middle assembly designed corresponding assembly jig. Finally ribs middle of the assembly structure characteristics, according to the assembly process planning, the use of three-dimensional design software UG middle of the rib assembly and assembly-type frame assembly modeling and simulation simulate its assembly process.
Key Words：Middle rib；Assembly Jig；Simulation
目录
1绪论 (1)
1.1课题研究的背景及意义 (1)
1.2国内外研究情况 (1)
1.3本文的主要内容以及课题研究方法 (1)
2飞机结构分解 (3)
2.1飞机结构大部件分解 (3)
2.2机翼结构分解 (3)
2.3翼肋结构分解 (5)
3翼肋中段结构工艺性分析 ........................................................... 错误！未定义书签。4编制翼肋中段装配工艺规程 ....................................................... 错误！未定义书签。5装配型架设计 ............................................................................... 错误！未定义书签。
5.1装配型架的结构、功用及技术要求 ................................ 错误！未定义书签。
5.2型架骨架的选择 ................................................................ 错误！未定义书签。
5.3型架的支承形式 ................................................................ 错误！未定义书签。
5.4型架定位夹紧件的选择 .................................................... 错误！未定义书签。
5.5装配基准与装配定位的选择 ............................................ 错误！未定义书签。
5.6装配体在型架中的放置状态 ............................................ 错误！未定义书签。
5.7装配体的出架方式选择 .................................................... 错误！未定义书签。
5.8装配型架的安装及检查 .................................................... 错误！未定义书签。6翼肋中段组合件及其装配型架的建模 ....................................... 错误！未定义书签。
6.1翼肋中段装配体的建模 .................................................... 错误！未定义书签。
6.1.1翼肋中段腹板的建模 ............................................. 错误！未定义书签。
6.1.2缘条的建模 ............................................................. 错误！未定义书签。
6.2翼肋中段装配型架建模 .................................................... 错误！未定义书签。
6.2.1翼肋中段装配型架骨架支承建模 ......................... 错误！未定义书签。
6.2.2螺旋杠杆式定位夹紧件建模 ................................. 错误！未定义书签。
6.2.3框架的建模 ............................................................. 错误！未定义书签。
6.2.4螺钉及定位销建模 ................................................. 错误！未定义书签。
6.2.5装配型架的装配 ..................................................... 错误！未定义书签。7翼肋中段装配工艺仿真 ............................................................... 错误！未定义书签。
7.1飞机装配仿真技术 ............................................................ 错误！未定义书签。
7.2翼肋中段组合件装配仿真 ................................................ 错误！未定义书签。8总结 (6)
参考文献 (7)
致谢 (8)
西安航空学院本科毕业设计（论文）
1绪论
1.1课题研究的背景及意义
飞机是最常见的飞行器，在人们的日常生活中扮演着相当重要的角色。飞机机体的主要组成部分有机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置等，各部件又由更小的装配单元装配而成。机翼是飞机升力产生的主要来源，机翼结构可分解为翼梁、纵樯、翼肋、长桁、对接接头和蒙皮等部分。翼肋在机翼结构中的主要作用用来维持翼面形状和提高蒙皮、长桁承压的能力。翼肋中段组合件的装配在飞机机翼的装配过程中有相当重要的地位。飞机装配型架是飞机装配过程中的专用工艺装备，对飞机装配的互换协调性、制造质量和进度有很大的影响[1]。结构设计合理的装配型架能让工作者处于良好的工作环境，使他们方便、准确的工作，从而使飞机装配的工作周期缩短，装配效率提高。本文通过对翼肋中段的结构及工艺特性进行分析，根据其结构特点以及结构特性设计了翼肋中段装配型架结构，利用三维设计软件进行建模及仿真，从而实现装配型架的计算机辅助设计。
1.2国内外研究情况
我国航空工业主要沿袭前苏联的组织生产模式，飞机装配也不例外[1]。装配型架传统的设计方法一般是通过设计人员手工绘图来进行的，所以对设计人员的专业素养要求较高，而且传统的设计方法使得型架设计的质量难以得到保证，而且培养一个成熟的型架工艺设计人员需要较长的周期。从装配型架整体方案的制定，总图、零件图的绘制到技术文档的编制都需要花费较长的时间，这使得型架设计成为飞机生产装配工作中的难关。在型架刚开始设计时很难判断方案是否符合实际生产工作的需求，所以在生产制造过程中很容出现返工的情况，从而重新设计和制造装配型架。我国如今在型架的快速设计方面已经有了一定的研究，基本实现了无纸化设计，但是数字化装配还停留在研制阶段，需要进一步的研究[2]。
发达国家在20世纪六七十年代就已经开始研究数字化设计和制造技术在航空领域的应用。其中，CATIA已成为各个国家航空工业标准的CAD软件系统。其供应商达索公司还可以根据用户的需求提供高度个性化的服务，提供开发的软件培训模块，以及专用的软件平台特定的用户。波音，空客等航空企业都在数字化设计中投入大量资金和科研生产，并取得了显著的技术进步和经济效益，市场效率和企业的整体效率都有所提高。由于上述技术的使用和不断进步，使得新型飞机的研制费用和周期都大幅度减少，但是空客等公司在进行智能工装设计的方面很少对外公布，所以这部分的资料近乎为零[3]。
1.3本文的主要内容以及课题研究方法
本文中将飞机整体结构进行工艺分解，主要对某型飞机翼肋中段组合件的结构特点以及装配工艺进行分析，编制相对应的装配工艺规程，根据装配工艺规程设计其相对应的装配型架；本文内容主要涉及三方面，一为翼肋中段组合件的结构特点，二为翼肋中段组合件装配型架设计，三为翼肋中段组合件与装配型架装配工艺仿真。
从第二章开始具体剖析飞机机翼的结构组成，并着重分析翼肋中段组合件的结构特点；第三章开始阐述翼肋中段组合件的工艺性分析；第四章编制了相应的装配工艺规程；第五章对装配型架进行设计；第六章利用UG软件对翼肋中段组合件及装配型架各组件进行建模；第七章使用UG软件对翼肋中段组合件的装配工艺过程进行了仿真模拟。
2飞机结构分解
2.1飞机结构大部件分解
一般飞机先由零件组装成结构比较简单的组合件和板件，然后依次装配成结构较为复杂的段件和部件，最后将各部件进行总装构成整架飞机[4]。
根据飞机使用、维护以及生产工艺上的要求，整架飞机的机体可分解成许多大小不同的装配单元[4]。如某型飞机的部件包括前机身、后机身、机翼、襟翼、副翼、水平尾翼、垂直安定面、方向舵、前起落架和主起落架等，如图2-1所示为某型飞机大部件分解示意图。有些部件由于生产工艺需要将其分解为段件，有的段件还需要再分解成板件[5]。
图2-1某型飞机大部件分解示意图
1-前机身2-后机身3-机翼4-襟翼5-副翼6-水平尾翼7-垂直安定面
8-方向舵9-前起落架10-主起落架
由于部件功能上有所不同，因此会有不同的结构，如机翼和机身功能不同，所以就将它们设计成两个分开的部件；由于发动机一般都安装在机身之内，所以为了便于更换、维护及修理发动机，就把机身结构设计为前半段和后半段；舵面相对于固定翼面需要做相对运动，因此将其设计为单独部件。另外因使用上的需要，在某些部位需要设计由可卸件，以便于维护、检查及装填用，如各种检查、装填舱口等[6]。
2.2机翼结构分解
机翼是飞机的重要部件之一，结构上与机身相连。其主要作用是产生升力，还起到一定的稳定飞行姿态和操纵飞行方向的作用。在机翼内不但可以设置弹药仓与油箱，而且在飞行过程中还可以收藏起落架。此外，在机翼上还装有改善起飞和着陆时性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有时还在机翼前缘设置有缝翼等增加升力的
装置[7]。
由于飞机是在空中飞行的，因此在很多方面的要求与普通机械相比就有着很大的不同。飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下要求尽可能的轻，机翼当然也不例外，而且机翼是产生升力的主要部件。一般情况下，飞机的发动机在机翼上或机翼下安装，因此机翼就需要承受比较大的载荷，此时机翼也就需要有更好的结构强度来承受这巨大的载荷，同时也要求材料提供较大的刚度来确保机翼在受到巨大载荷的作用下不会产生大的变形。
机翼在结构上由翼梁、纵樯、翼肋、长桁、对接接头和蒙皮组成[8]。如图2-2所示:
图2-2机翼结构分解图
1—翼梁2—前纵墙3—后纵墙4—普通翼肋5—加强翼肋
6—对接接头7—蒙皮8—长桁
翼梁包括主梁、前梁、前墙和后墙。主梁由铬锰硅镍合金钢轧制件轧制而成，为工字形变截面梁，是机翼结构的主要承力构件，它承受机翼结构上全部或大部分弯矩和剪力。前梁由根、中、梢部三段组成，也是机翼的主要承力构件之一，与主梁一样由铬锰硅镍合金钢轧制成，为工字形变截面梁；前墙用来加强机翼前缘，截面为槽形，分为两段前半段由硬铝型材制成，后半段由硬铝板材制成；后墙处参与受力外，还用来安装襟翼和副翼[9]。
纵樯在结构上与翼梁相似，根部与其他部分通过铰接的连接方式连接。纵樯基本不承受弯矩，腹板承受剪力并传递到接头上，当其与蒙皮连接在一起以后就需要承受来自于翼面上的扭矩。此外纵墙对蒙皮有一定的支持作用，并提高蒙皮的承受载荷的能力。靠近机翼后缘的纵樯还可以连接上襟翼和副翼。
长桁是机翼的纵向构件，其材料一般为铝合金，外形通过工具弯制而成，与蒙皮的内面接触并铆接在一起，来支撑蒙皮以达到提高其承载能力的目的，并能把蒙皮所承受的部分气动力载荷传递给翼肋。
翼肋最主要的作用就是是保持机翼的截面外形，提高蒙皮和长桁的承载能力。某
些加强翼肋可以起到传递扭矩的作用。
蒙皮在机翼上的主要作用是构成机翼的外部形状，有时蒙皮可能还会承受部分的的弯矩和扭矩。机翼蒙皮一般由超硬铝制成，厚度为1.5~2.5mm。
2.3翼肋结构分解
翼肋的主要作用维持机翼的正常截面形状，提高蒙皮、长桁在受到外部压力时的稳定性。某些加强翼肋在受力中能起到传递部分扭矩的作用。
翼肋根据其作用的不同可以分为：普通翼肋和加强翼肋两种。
普通翼肋的功用是：构成机翼并使其保持规定的翼面外形；翼肋把蒙皮和桁条传递到自身的局部空气动力传递到翼梁腹板上，并把由于部分空气动力而产生的扭矩通过铆钉再传递到蒙皮上；结构上与蒙皮、桁条、翼梁腹板相连，从而提高它们的稳定性与承载能力等。
加强翼肋不仅有普通翼肋的基本作用，还能承受并传递较大的集中载荷；在开口边缘处的加强翼肋，还会把扭矩集中起来并传送到翼梁[10]。
腹板式普通翼肋一般用铝合金板制成，翼肋腹板上的弯边一般与蒙皮、翼梁腹板铆接。边缘弯边和与它铆接在一起的蒙皮，起到翼肋结构上的缘条的作用即承受弯矩，翼肋的腹板则承受剪应力。一般情况翼肋的腹板，为了减轻翼肋的重量，腹板上一般都开有减轻孔，副翼、襟翼的传动部件一般都从减轻孔中间穿过。为了提高腹板的稳定性，开孔处一般情况下压成卷边，有时候腹板上铆接上加强支柱或者设置凹槽。腹板式加强翼肋的缘条，材料是铝合金型材。为了能够承受较大的集中载荷，加强翼肋的腹板一般比较厚，有时候还采用双层腹板，或者在腹板上用支柱进行加强。
腹板式翼肋的基本结构组成有腹板，上下缘条，减轻孔，角材零件等；按照架构可以分解为翼肋前段、中段、后段三部分[10]。如图2-3所示：
图2-3腹板式翼肋结构示意图
1—腹板2—周缘弯边3—与翼梁腹板连接的弯边4—减轻孔
A—前段B—中段C—后段a—上部分b—下部分
8总结
本文通过对翼肋中段组合件的结构工艺进行分析，编织其装配工艺规程，根据其组合件的结构工艺特点及装配工艺规程设计了一套其特有的工艺装备----翼肋中段装配型架，并利用三维设计软件UG对翼肋中段组合件的单元体以及装配性架的各部分组件进行三维建模。最后根据其装配工艺规程对翼肋中段组合件的装配过程进行了仿真模拟。由于本人能力有限，本文中只是设计了简单的装配型架，在实际型架设计中不仅要设计组件，还要对其刚度进行验算以及型架基础计算。
在飞机的装配过程中，装配型架扮演着相当重要的角色，装配型架的设计与制造的周期对飞机装配周期有着相当大的影响。如今以各种技术为核心的飞机装配型架的快速设计研究也有了一定的进展。相信随着我国科学技术的进步，我国的装配型架的快速设计也会取得很大的进步。
参考文献
[1]陈昌伟，胡国清，张冬至.飞机数字化柔性工装技术研究[J].现代设计与先进制造技术，2009，09：0024-0027.
[2]杨铁江.飞机装配型架结构快速分析技术研究[D].西安：西北工业大学，2005.
[3]耿其亚.基于知识的飞机装配型架快速设计技术研究[D].西安：西北工业大学，2009.
[4]薛红前.飞机装配工艺学[M].西安：西北工业大学出版社，2015.
[5]王志谨姚卫星.飞机结构设计[M].北京：国防工业出版社，2009.
[6]王云渤，张关康，冯宗律.飞机装配工艺学[M].西安：西北工业大学出版社，1984.
[7]范玉青.现代飞机制造技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001：3-10.
[8]杨华保，王和平，艾剑良.飞机原理与构造[M].西安：西北工业大学出版社，2002.
[9]曹建华，白如冰.飞机构造[M].北京：国防工业出版社，2010.
[10]宋静波.飞机构造基础[M].北京：航空工业出版社，2004.
[11]王海宇.飞机钣金工艺学[M]. 西安：西北工业大学出版社，2011.
[12]《航空制造工程手册》总编委会.飞机工艺装备[M].航空工业出版社，1994.
[13]许国康.大型飞机自动化装配技术[J].航空学报，2008，3：734-740.
[14]《航空制造工程手册》总编委会.飞机装配[M].北京：航空工业出版社，2010.
[15]梅繁.飞机装配型架典型构件设计技术研究与实现[D].南京：南京航空航天大学，2007.
[16]《航空工艺装备设计手册》编写组.夹具设计[M].上海：国防工业出版社，1979.
[17]李西宁.飞机数字化柔性装配工装技术[J].航空制造技术，2013，12：40-43.
[18]A. Gómez.Manufacturing of custom-made parts for assembly of large aircraft
components[J].Procedia Engineering，2015,132,1006-1013.
[19]Chen ZH.Research on uncertainty in measurement assisted alignment in aircraft
assembly[J].Chinese Journal of Aeronautics，2013，26：1568-1576.
[20]Ni YB.Error Analysis of Assembly Linkage of Transport Jig for Large Aircraft Parts[J].Trans. Tianjin Univ，2013，19，440-447.
[21]Li SQ.Mixed Reality-based Interactive Technology for Aircraft Cabin Assembly[J].Chinese Journal Of Mechanical Engineering，2009，3，4.3-409.
[22]Chen ZH. Key measurement characteristics based inspection data modeling for aircraft assembly[J]. Acta Aeronaut Astronaut Sinica，2012，33：2143–2152.
致谢
在这次毕业设计的过程中我遇到了在之前理论知识学习过程中从未有遇到过的问题，但是解决问题的过程就是自我学习与提高的过程。在完成本次毕业设计的过程中，我从图书馆里查找到了很多与本次毕业设计相关的书籍，通过上网查阅了大量的资料，并在老师的热心指导下，克服了我专业知识匮乏的困难。从一开始的开题报告到论文大纲，再到现在的论文完成，曹老师一路上对我一遍遍指导，严格把关，循循善诱。曹老师严谨的治学态度、无私的奉献精神让我深受启迪。在曹老师的悉心指导下，我不仅学到了扎实的专业知识，顺利完成了毕业设计，也学到了做人的道理。在此我要向我的指导老师曹老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。
衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位教授、老师！
宋渊博
二O一六年六月于西安
捷联式惯性导航系统
1 绪论 随着计算机和微电子技术的迅猛发展，利用计算机的强大解算和控制功能代替机电稳定系统成为可能。于是，一种新型惯导系统--捷联惯导系统从20世纪60年代初开始发展起来，尤其在1969年，捷联惯导系统作为"阿波罗"-13号登月飞船的应急备份装置，在其服务舱发生爆炸时将飞船成功地引导到返回地球的轨道上时起到了决定性作用，成为捷联式惯导系统发展中的一个里程碑。 捷联式惯性导航(strap-down inertial navigation)，捷联（strap-down）的英语原义是“捆绑”的意思。因此捷联式惯性导航也就是将惯性测量元件（陀螺仪和加速度计）直接装在飞行器、舰艇、导弹等需要诸如姿态、速度、航向等导航信息的主体上，用计算机把测量信号变换为导航参数的一种导航技术。现代电子计算机技术的迅速发展为捷联式惯性导航系统创造了条件。惯性导航系统是利用惯性敏感器、基准方向及最初的位置信息来确定运载体的方位、位置和速度的自主式航位推算导航系统。在工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰破坏。它完全是依靠载体自身设备独立自主地进行导航，它与外界不发生任何光、声、磁、电的联系，从而实现了与外界条件隔绝的假想的“封闭”空间内实现精确导航。所以它具有隐蔽性好，工作不受气象条件和人为的外界干扰等一系列的优点，这些优点使得惯性导航在航天、航空、航海和测量上都得到了广泛的运用[1] 1.1 捷联惯导系统工作原理及特点 惯导系统主要分为平台式惯导系统和捷联式惯导系统两大类。惯导系统（INS）是一种不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，具有隐蔽性好，可在空中、地面、水下等各种复杂环境下工作的特点。 捷联惯导系统（SINS）是在平台式惯导系统基础上发展而来的，它是一种无框架系统，由三个速率陀螺、三个线加速度计和微型计算机组成。平台式惯导系统和捷联式惯导系统的主要区别是：前者有实体的物理平台，陀螺和加速度计置于陀螺稳定的平台上，该平台跟踪导航坐标系，以实现速度和位置解算，姿态数据直接取自于平台的环架；后者的陀螺和加速度计直接固连在载体上作
惯性导航技术的工作原理
惯性导航技术的工作原 理 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
惯性导航系统基本工作原理 惯性导航系统是十分复杂的高精度机电综合系统，只有当科学技术发展到一定高度时工程上才能实现这种系统，但其基本工作原理却以经典的牛顿力学为基础。 设质量m受弹簧的约束，悬挂弹簧的壳体固定在载体上，载体以加速度a 作水平运动，则m处于平衡后，所受到的水平约束力F与a的关系满足牛顿第 二定律： F a m 。测量水平约束力F，求的a，对a积分一次，即得水平速 度，再积分一次即得水平位移。以上所述是简单化了的理性情况。由于运载体不可能只作水平运动，当有姿态变化时，必须测得沿固定坐标系的加速度，所以加速度计必须安装在惯性平台上，平台靠陀螺维持要求的空间角位置，导航计算和对平台的控制由计算机完成。 陀螺仪组件测取沿运载体坐标系3个轴的角速度信号，并被送入导航计算机，经误差补偿计算后进行姿态矩阵计算。加速度计组件测取沿运载体坐标系3个轴的加速度信号，并被送入导航计算机，经误差补偿计算后，进行由运载体坐标系至“平台坐标系”的坐标变换计算。他们沿机体坐标系三轴安装，并且与机体固连，它们所测得的都是机体坐标系下的物理量。 参与控制和测量的陀螺和加速度计称为惯性器件，这是因为陀螺和加速度计都是相对惯性空间测量的，也就是说加速度计输出的是运载体的绝对加速度，陀螺输出的是运载体相对惯性空间的角速度或角增量。而加速度和角速度或角增量包含了运载体全部的信息，所以惯导系统仅靠系统本身的惯性器件就能获得导航用的全部信息，它既不向外辐射任何信息，也不需要任何其他系统
基于MPU6050的INS惯性导航和实时姿态检测系统
基于MPU6050的INS惯性导航和实时姿态检测系统 1.项目目标及功能说明 1.1项目目标 学习使用正点原子探索者开发板，并熟悉开发板上的MPU6050六轴传感器的工作原理和各函数的调用过程。同时学习开发板的扩展接口，尝试在开发板上扩展蓝牙模块，并实现开发板与手机等含有蓝牙模块的电子设备通过蓝牙连接并进行数据的传输。在完成上述内容的基础上，实现将MPU6050六轴传感器的加速度计和陀螺仪的数据传送到手机上，在手机上实现陀螺仪的变化效果展示。同时通过串口将MPU6050数据传送到电脑上，通过Matlab编程处理数据，实现惯性导航的简单展示。 1.2系统功能说明 系统最主要的功能有两个：一个是在手机端能够展示开发板上MPU6050陀螺仪的姿态变化，通过一个立方体的转动来表示陀螺仪的转动；另一个是在电脑端能够读取MPU6050的数据，并通过对数据的处理还原数据中存储的MPU6050的姿态变化，简单展现出惯性导航的效果。 在实现系统最主要的两个功能过程中，还需要实现一些基础功能。开发板能够通过蓝牙与手机连接并传输数据；开发板能够通过串口将数据发送出去；在电脑端能够读取开发板上串口输出的数据等。
2.需求分析 惯性导航系统用于各种运动机具中，包括飞机、潜艇、航天飞机等运输工具及导弹，然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。但是，存在一种情形： 卫星一旦突然因故障、敌方打击或干扰（如太阳风暴）等原因无法提供服务，这对依赖GPS、北斗等卫星导航系统作为唯一PNT（Position、Navigation、Time）信息来源的系统来说可能是致命的灾难。 作为目前为止卫星导航系统最好的备援——惯性导航系统（INS），将于届时发挥出巨大的作用，其精度完全可以媲美GPS等卫星导航系统。并且它不需要外部参考就可确定当前位置、方向及速度，从而使它自然地不受外界的干扰和欺骗。 定位、导航和授时服务对军队而言就像氧气对人类一样不可或缺，因此通过研究新机理、研制新设备、开发新算法，以摆脱人员和系统设备对GPS的依赖，具有极大的战略意义。 姿态监测系统可广泛应用于关键资产姿态变化的无线实时监控。由于目前移动智能终端设备的数量和质量逐步提升，因此，通过计算机上传统的上位机软件进行姿态监测，逐渐暴露出了自身的缺点——串口传输无法实现无线监测、计算机相比智能终端便携性极差。 因此，使用无线传输（蓝牙、红外、WIFI、GSM等）的技术，开发一款在移动智能终端可以实时显示物体姿态的应用，具有很高的实用价值和广泛的市场应用前景。
辅助惯性导航系统的方法和算法发展
2008年8月 第36卷第4期 现代防御技术 M ODERN DEFENCE TECHNOLOGY Aug.2008 Vo.l36No.4 导航、制导与控制 辅助惯性导航系统的方法和算法发展* 武虎子,南英,付莹珍 (南昌航空大学航空与机械工程学院,江西南昌330063) 摘要:综述了辅助惯导的一些主要算法和方法,主要有:重力辅助的匹配方法、基于衰减记忆的匹配算法、基于贝叶斯算法、基于神经网络算法、基于迭代最近点算法、无线电高度与数字地图辅助方法、粒子滤波算法、声呐技术辅助方法、概率数据关联算法、成像激光雷达辅助方法。分别对各类辅助算法和方法的基本原理、主要优缺点进行了简要介绍,展望了辅助算法和方法的发展趋势。 关键词:惯性导航系统;辅助算法;辅助方法;发展趋势 中图分类号:V448122+4;U66611文献标识码:A文章编号:10092086X(2008)20420062206 The Developm en t of A i ded A l gor ithm and M ethods i n Iner ti a l N avi ga ti on Syste m WU H u2z,i NAN Y i n g,F U Y ing2z hen (Nanchang Un i versity of Aeronautics,School of Aero nauti c and M echanical Engi neeri ng,Ji angxi Nanchang330063,Ch i na) A bstra ct:So me main a l g orithms and methods i n a i d ed2inertial navi g ati o n are summ ar iz ed.They can be c lassified as f ollo ws:gravity a i d ed matchingm ethod,match i n g algorithm based on FadingMe mory,a l2 gorithm based on Bayes Rule,a l g orit h m based on A rtificial Neura lN et w ork,algorith m based on iterative closest poin,t a i d ed method of w ire less he i g ht and d i g italmap,partic le filter algorithm,aided m et h od of sonar technology,probab ilistic data association filter algorith m,a i d ed method of i m agi n g laser radar.The main pri n ciple and ma i n advantages and disadvan tages of a ll k i n ds of a l g orit h ms and methods are i n tro2 duced si m p l y and separately.The develop men t trend of the m is prospected. K ey words:i n ertial navi g ati o n syste m(I N S);a i d ed a l g orithm;a i d ed m et h ods;deve lopment trend 0引言 随着导航技术的逐渐成熟,飞行器对自主导航精度的要求也越来越高,因而辅助惯性导航方法与算法也快速兴起。所谓辅助惯性导航系统(i n erti a l navi g ation syste m,I N S)的方法与算法,就是一种能提高惯导导航精度的方式和途径(如导航精度参数CEP,S EP,R,R MS等达到规定的范围内)。采用这些方法与算法可以重调和校正单一的惯导系统(如位置和方位的重新调整、陀螺漂移的校正)。 在过去的几十年里,辅助惯性导航技术已经有了很大的发展。其辅助算法都可以通过建立数学模 *收稿日期:2007-12-01;修回日期:2008-02-12 作者简介:武虎子(1981-),男,陕西富平人。硕士生,研究方向为飞行控制与导航。 通信地址:330063南昌市丰和南大道696号南昌航空大学航空与机械工程学院
惯性导航系统
惯性导航系统 以下是为大家整理的惯性导航系统的相关范文，本文关键词为惯性,导航,系统,，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在教育文库中查看更多范文。 目录 1.惯性导航系统的概念.........................22.惯导系统的发展历史及发展趋势 (3)
惯性导航系统的发展.......................3我国的惯性导航系统.......................5捷联惯导系统现状及发展趋势...............63.惯性导航系统的组成........................104、惯性导航系统的工作原理....................145、惯性导航系统的功能.......................186、惯性导航系统的服务模式与应用模式..........207、惯性导航系统当前的应用情况................218、惯性导航系统的特点 (23) 系统的主要优点......................23系统的主要缺点.....................249、惯性导航系统给我们的启示. (24) 1 惯性导航系统 一、惯性导航系统的概念 什么是惯性导航或惯性制导呢?惯性导航系统（Ins）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。在给定的运动初始条件（初始地理坐标和初始速度）下，利用惯性敏感元件测量飞机相对惯性空间的线运动和角运动参数，用计算机推算出飞机的速度、位置和姿态等参数，从而引导飞机航行。 推算的方法是在运载体上安装加速度计，经过计算(一次积分和二次积分)，从而求得运动轨道(载体的运动速度和距离)，进而进行导航。在运载体上安装加速度计，用它来敏感、测量运载体运动的加速
惯性导航的工作原理及惯性导航系统分类
惯性导航的工作原理及惯性导航系统分类 惯性导航系统(INS)是一种自主式的导航设备，能连续、实时地提供载体位置、姿态、速度等信息;特点是不依赖外界信息，不受气候条件和外部各种干扰因素。 惯性导航及控制系统最初主要为航空航天、地面及海上军事用户所应用，是现代国防系统的核心技术产品，被广泛应用于飞机、导弹、舰船、潜艇、坦克等国防领域。随着成本的降低和需求的增长，惯性导航技术已扩展到大地测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等商用领域，甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被广泛应用。 不同领域使用惯性传感器的目的、方法大致相同，但对器件性能要求的侧重各不相同。从精度方面来看，航天与航海领域对精度要求高，其连续工作时间也长;从系统寿命来看，卫星、空间站等航天器要求最高，因其发射升空后不可更换或维修;制导武器对系统寿命要求最短，但可能须要满足长时间战备的要求。涉及到军事应用等领域，对可靠性要求较高。 惯性导航的工作原理 惯性导航系统是一种自主式的导航方法，它完全依靠载体上的设备自主地确定载体的航向、位置、姿态和速度等导航参数，而不需要借助外界任何的光、电、磁等信息。 惯性导航是一门涉及精密机械、计算机技术、微电子、光学、自动控制、材料等多种学科和领域的综合技术。其基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度、角加速度，将它对时间进行一次积分，求得运动载体的速度、角速度，之后进行二次积分求得运动载体的位置信息，然后将其变换到导航坐标系，得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置信息等。百度搜索“乐晴智库”，获得更多行业深度研究报告 惯性导航系统分类
惯性导航系统
惯性导航系统 一、惯性导航系统（Inertial Navigation System，INS） 1、基本概念 惯性导航系统（INS）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。 惯性导航系统目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固 态惯性仪表等多种方式。陀螺仪由传统的绕线陀螺发展到静电陀螺、激光 陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺等。激光陀螺测量动态范围宽，线性度好， 性能稳定，具有良好的温度稳定性和重复性，在高精度的应用领域中一直 占据着主导位置。由于科技进步，成本较低的光纤陀螺（FOG）和微机械陀螺（MEMS）精度越来越高，是未来陀螺技术发展的方向。我国的惯导技术 近年来已经取得了长足进步，液浮陀螺平台惯性导航系统、动力调谐陀螺 四轴平台系统已相继应用于长征系列运载火箭。其他各类小型化捷联惯导、光纤陀螺惯导、激光陀螺惯导以及匹配GPS修正的惯导装置等也已经大量应用于战术制导武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。如漂移率 0.01°-0.02°/h 的新型激光陀螺捷联系统在新型战机上试飞，漂移率 0.05°/h 以下的光纤陀螺、捷联惯导在舰艇、潜艇上的应用，以及小型化挠性捷联惯导在各类导弹制导武器上的应用，都极大的改善了我军装备的 性能。 惯性导航系统有如下主要优点：（1）由于它是不依赖于任何外部信息，也不向外部辐射能量的自主式系统，故隐蔽性好，也不受外界电磁干扰的 影响；（2）可全天流全球、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下；（3）能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且 噪声低；（4）数据更新率高、短期精度和稳定性好。其缺点是：（1）由 于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；（2）每次使用之前需要较长的初始对准时间；（3）设备的价格较昂贵；（4） 不能给出时间信息。但惯导有固定的漂移率，这样会造成物体运动的误差，因此射程远的武器通常会采用指令、GPS等对惯导进行定时修正，以获取持续准确的位置参数。 2、惯性导航原理 目前，惯性导航分为两大类：平台式惯导和捷联式惯导。它们的主要区别在于，前者有实体的物理平台，陀螺和加速度计置于由陀螺定的平台上，该平台跟踪导航坐标系，以实现速度和位置解算，姿态数据直接取自于平台的环架；在捷联式惯导中，陀螺和加速度计直接固连在载体上。惯性平台的功能由计算机完成，
惯导(惯性导航系统)
惯导(惯性导航系统) 概述 惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。 惯性导航系统（英语：INS）惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系，根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。 运用领域 现代惯性技术在各国政府雄厚资金的支持下，己经从最初的军事应用渗透到民用领域。惯性技术在国防装备技术中占有非常重要的地位。对于惯性制导的中远程导弹，一般说来命中精度70%取决于制导系统的精度。对于导弹核潜艇，由于潜航时间长，其位置和速度是变化的，而这些数据是发射导弹的初始参数，直接影响导弹的命中精度，因而需要提供高精度位置、速度和垂直对准信号。目前适用于潜艇的唯一导航设备就是惯性导航系统。惯性导航完全是依靠运载体自身设备独立自主地进行导航，不依赖外部信息，具有隐蔽性好、工作不受气象条件和人为干扰影响的优点，而且精度高。对于远程巡航导弹，惯性制导系统加上地图匹配技术或其它制导技术，可保证它飞越几千公里之后仍能以很高的精度击中目标。惯性技术己经逐步推广到航天、航空、航海、石油开发、大地测量、海洋调查、地质钻控、机器人技术和铁路等领域，随着新型惯性敏感器件的出现，惯性技术在汽车工业、医疗电子设备中都得到了应用。因此惯性技术不仅在国防现代化中占有十分重要的地位，在国民经济各个领域中也日益显示出它的巨大作用。
《惯性导航简介》
惯性导航简介 ——《导航概论》课程论文 专业：测绘工程A组姓名：师嘉奇学号：2015301610091 一.摘要与关键字 1.本文摘要：本文主要对导航工程的基本内涵，方法与原理进行简单介绍，主要介绍有关惯性导航的相关内容，并且根据在本学期《导航概论》这门课程上所学习的内容谈一谈自己对导航应用的设想以及对本课程教学的建议。 2.关键字：惯性导航，定位技术，应用与服务，发展与前景 二.导航工程基本内涵 导航定位的历史与人类自身发展的历史一样久远。人类的导航定位活动源自于其生活和生产的需要。陆地上的导航定位最早发生在人类祖先外出寻找食物或狩猎的过程中，那时，他们通常在沿途设置一些特殊的“标记”来解决回家迷路的问题。随着探索遥远地域的愿望与行动的出现，他们则通过观察和利用自然地标（如山峰、河流、树木、岩石等)以及自然天体（恒星)来解决导航定位问题这也使得他们能够翻越高山、跨越河流。谈到导航，很多人会认为这是一个在近现代才提出的词汇，但是，导航的历史已经非常久远了。从古代黄帝作战使用的指南车，到战国时期的司南，从近代航海使用的指南针，再到当今社会人手一部的智能手机，导航已经有了很悠久的历史。那么，导航工程的基本内涵到底是什么呢？
首先，我们可以通过两个英文的句子来大概了解一下到底什么是导航“when am I？”和“How and when to get there?”，这两个问题问的是我现在在哪？我要怎么到那里去？它们也指出了导航的内涵，那就是在哪，怎样去，多久到达。因此，通过科学的定义，将航行载体从起始点引导到目的地的过程称为导航，导航系统给出的基本参数是载体在空间的即时位置、速度和姿态、航向等，导航参数的确定由导航仪或导航系统完成。通过这种技术引导载体方向的过程即为导航。导航是解决人，事件，目标相互位置动态关系随时间变化的科学，技术，工程问题。 在室外或者自然环境中的导航，按照载体运动的范围，可分为海陆空天(海洋、陆地、空中、空间)导航四类；按照所采用的技术，常用的导航方法有，天文导航、惯性导航、陆基无线电导航、卫星导航、特征匹配辅助导航（如地形匹配、地磁匹配、重力匹配)等，以及上述导航方法之间的不同组合（组合导航）。室内定位导航作为当今导航技术发展的个重要分支，它借鉴室外导航的相关技术，同时结合现代通信技术、网络技术传感器技术以及计算机技术的最新发展，已经成为一个重要的研究热点并在人们日常工作和生活中逐步得到应用。室内导航与自然环境中的导航既有联系又有其自身的特点，其主要差异是来自于应用环境及所采用的技术方法不同。 导航系统有两种工作状态：指示状态和自动导航状态。如导航设备提供的导航信息仅供驾驶员操纵和引导载体用，则导航系统工作为指示状态，在指示状态下，导航系统不直接对载体进行控制，如果导
惯性导航系统发展应用现状
惯性导航系统发展应用现状 测绘10-2班张智远07103094 摘要：阐述了惯性导航技术的核心技术构成（陀螺定向），总结了惯性导航的发展概况，并列举出陀螺仪的发展历程及发展方向。同时，概括了惯性技术的应用领域及当前应用情况。最后指出，随着新型惯性器件的涌现和完善，以惯性导航为基础的组合导航系统将成为未来导航系统的主要发展方向。 关键词：惯性导航陀螺仪惯性导航技术惯性导航系统 惯性导航（Inertial Navigation）是20 世纪中期发展起来的完自主式的导航技术。通过惯性测量组件（IMU）测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息，具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点，且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数（位置、线速度、角速度、姿态角）。惯性导航技术，包括平台式惯导系统和捷联惯导系统。平台式惯性导航系统将陀螺通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角速度。捷联惯性导航系统利用相对导航坐标系角速度计算姿态矩阵，把雷体坐标系轴向加速度信息转换到导航坐标系轴向并进行导航计算。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动；3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。 陀螺仪是惯性系统的主要元件。陀螺仪通常是指安装在万向支架中高速旋转的转子，转子同时可绕垂直于自转轴的一根轴或两根轴进动，前者称单自由度陀螺仪，后者称二自由度陀螺仪。陀螺仪具有定轴性和进动性，利用这些特性制成了敏感角速度的速率陀螺和敏感角偏差的位置陀螺。由于光学、MEMS 等技术被引入于陀螺仪的研制，现在习惯上把能够完成陀螺功能的装置统称为陀螺。陀螺仪种类多种多样，按陀螺转子主轴所具有的进动自由度数目可分为二自由度陀螺仪和单自由度陀螺仪；按支承系统可分为滚珠轴承支承陀螺，液浮、气浮与磁浮陀螺，挠性陀螺（动力调谐式挠性陀螺仪），静电陀螺；按物理原理分为利用高速旋转体物理特性工作的转子式陀螺，和利用其他物理原理工作的半球谐振陀螺、微机械陀螺、环形激光陀螺和光纤陀螺等。 由于陀螺仪是惯性导航的核心部件，因此，可以按各种类型陀螺出现的先后、理论的建立和新型传感器制造技术的出现，将惯性技术的发展划分为四代，但是惯性技术发展的各阶段之间并无明显界线。 第一代惯性技术指1930年以前的惯性技术。自1687年牛顿三大定律的建立，并成为惯性导航的理论基础；到l852年，傅科(Leon Foucault)提出陀螺的定义、原理及应用设想；再到1908年由安修茨(Hermann Anschütz—Kaempfe)研制出世界上第一台摆式陀螺罗经，以及1910年的舒勒(Max Schuler)调谐原理；第一代惯性技术奠定了整个惯性导航发展的基础。 第二代惯性技术开始于上世纪40年代火箭发展的初期，其研究内容从惯性仪表技术发展扩大到惯性导航系统的应用。首先是惯性技术在德国V-II火箭上的第一次成功应用。到50年代中后期，0．5n mile／h的单自由度液浮陀螺平台惯导系统研制并应用成功。1968年，漂移约为0．005°／h的G6B4型动压陀螺研制成功。这一时期，还出现了另一种惯性传感
惯性导航系统的发展及应用
惯性导航系统的发展及应用 绪论 惯性导航是一门重要的学科技术，它是飞机、船舶、火箭等载体能顺利完成导航和控制任务的关键性技术之一。1942年德国在V-2火箭上首次应用了惯性导航原理；1954年纯惯性导航系统在飞机上试飞成功。30余年来，惯性导航技术获得迅速发展。在我国惯性导航技术已在航空、航天、航海和陆地车辆的导航和定位中得到应用。1970年以来，我过多次发射的人造地球卫星和火箭都采用了本国研制的惯性导航系统。不仅如此，70多年以来，这门科学技术还在大地测量、海洋勘测、石油钻井、航空测量和摄影等国民经济领域里获得成功应用。 惯性导航简介 惯性导航（Inertial Navigation）是20 世纪中期发展起来的完自主式的导航技术。通过惯性测量组件（IMU）测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息，具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点，且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数（位置、线速度、角速度、姿态角）。惯性导航技术，包括平台式惯导系统和捷联惯导系统。平台式惯性导航系统将陀螺通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角速度。捷联惯性导航系统利用相对导航坐标系角速度计算姿态矩阵，把雷体坐标系轴向加速度信息转换到导航坐标系轴向并进行导航计算。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动；3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。 陀螺仪 陀螺仪是惯性系统的主要元件。陀螺仪通常是指安装在万向支架中高速旋转的转子，转子同时可绕垂直于自转轴的一根轴或两根轴进动，前者称单自由度陀螺仪，后者称二自由度陀螺仪。陀螺仪具有定轴性和进动性，利用这些特性制成了敏感角速度的速率陀螺和敏感角偏差的位置陀螺。由于光学、MEMS 等技术被引入于陀螺仪的研制，现在习惯上把能够完成陀螺功能的装置统称为陀螺。陀螺仪种类多种多样，按陀螺转子主轴所具有的进动自由度数目可分为二自由度陀螺仪和单自由度陀螺仪；按支承系统可分为滚珠轴承支承陀螺，液浮、气浮与磁浮陀螺，挠性陀螺（动力调谐式挠性陀螺仪），静电陀螺；按物理原理分为利用高速旋转体物理特性工作的转子式陀螺，和利用其他物理原理工作的半球谐振陀螺、微机械陀螺、环形激光陀螺和光纤陀螺等。 单自由度陀螺仪敏感角速度，二自由度陀螺仪敏感角位移。为了将角速度和角位移转换成惯性系统中可用的信号，陀螺仪需安装信号传感器。为了能控制陀螺仪按一定的规律进动，需安装力矩器。 加速度计 加速度计是惯性导航系统的核心元件之一。依靠它对比力的测量，完成惯性导航系统确定载体的位置、速度以及产生跟踪信号的任务。载体加速度的测量必须十分准确地进行，而
惯性导航系统分析
西安航空学院 本科毕业设计（论文） 题目：某型飞机翼肋中段装配型架 设计与装配工艺仿真 学院：飞行器学院 专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 二〇一六年六月一日
学士学位论文原创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西安航空学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
某型飞机翼肋中段装配型架设计与装配工艺仿真 摘要：飞机装配型架是飞机装配过程中的生产工艺装备，其主要功用是保证产品准确度与互换性，提高劳动生产率和减轻工人劳动强度，减少生产所需成本[1]。装配型架结构的设计是否合理，不仅影响到装配型架本身制造过程中的工作量大小、制造周期的长短、生产成本的高低，还对装配过程中各工件的对接、配合尺寸的协调一致，对飞机装配的互换协调性、制造质量和进度有很大影响，从而直接影响到整个飞机的制造周期。本文通过对翼肋中段组合件的结构及工艺性进行分析，编制相应的装配工艺规程，根据翼肋中段组合件的装配工艺特点设计了对应的装配型架，最后结合翼肋中段组合件的结构特点，根据设计的装配工艺规程，利用三维设计软件UG对翼肋中段组合件及装配型架组件进行建模，并对其装配过程进行了仿真模拟。 关键字：翼肋中段；装配型架；仿真模拟
惯性导航系统
惯性导航系统 惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。 惯性导航系统（英语：INS ）惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系，根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。 惯性导航系统（INS，Inertial Navigation System）也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量（如无线电导航那样）的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。 惯性导航系统属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度，经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。 惯性导航系统有如下优点：1、由于它是不依赖于任何外部信息，也不向外部辐射能量的自主式系统，故隐蔽性好，也不受外界电磁干扰的影响；2、可全天候、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低；4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。 其缺点是：1、由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；2、每次使用之前需要较长的初始对准时间；3、设备的价格较昂贵；4、不能给出时间信息。[1]但惯导有固定的漂移率，这样会造成物体运动的误差，因此射程远的武器通常会采用指令、GPS等对惯导进行定时修正，以获取持续准确的位置参数。惯导系统目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式。陀螺仪由传统的绕线陀螺发展到静电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺等。激光陀螺测量动态范围宽，线性度好，性能稳定，具有良好的温度稳定性和重复性，在高精度的应用领域中一直占据着主导位置。由于科技进步，成本较低的光纤陀螺（FOG）和微机械陀螺（MEMS）精度越来越高，是未来陀螺技术发展的方向。 分类捷联式惯性导航系统 解析式惯性导航系统 半解析式惯性导航系 编辑本段应用惯性导航系统用于各种运动机具中，包括飞机、潜[2]艇、航天飞机等运输工具及导弹，然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。 惯性系统最先应用于火箭制导，美国火箭先驱罗伯特.戈达尔（ROBERT GODDARD ）试验了早期的陀螺系统。二战期间经德国人冯布劳恩改进应后，应用于V-2火箭制导。战后美国麻省理工学院等研究机构及人员对惯性制导进行深入研究，从而发展成应用飞机、火箭、航天飞机、潜艇的现代惯性导航系统。 编辑本段惯性技术的重要性惯性技术是对载体进行导航的关键技术之一，惯性技术是利用惯性原理或其它有关原理，自主测量和控制运载体运动过程的技术，它是惯性导航、惯性制导、惯性测量和惯性敏感器技术的总称。现代惯性技术在各国政府雄厚资金的支持下，