IMU和INS的區(qū)別-慣導(dǎo)專題

IMU和INS的區(qū)別

位置定位和姿態(tài)測量除了全球GPS定位這個系統(tǒng)，還有就是慣導(dǎo)系統(tǒng)。

這里簡單介紹一下關(guān)于慣導(dǎo)的一些進(jìn)本原理和所用的地方以及imu與ins的區(qū)別。

慣性導(dǎo)航通過測量飛行器的加速度，并自動進(jìn)行積分運(yùn)算獲得飛行器瞬時(shí)速度和瞬時(shí)位置數(shù)據(jù)的技術(shù)。組成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)備都安裝在運(yùn)載體內(nèi)，工作時(shí)不依賴外界信息也不向外界輻射能量不易受到干擾，是一種自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。捷聯(lián)式據(jù)陀螺儀的不同，分為速率型捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和位置型捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。速率型捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)：用速率陀螺儀，輸出瞬時(shí)平均角速度矢量信號位置型捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng):用自由陀螺儀，輸出角位移信號。捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)省去了平臺，所以結(jié)構(gòu)簡單、體積小、維護(hù)方便，但陀螺儀和加速度計(jì)直接裝在飛行器上，工作條件不佳，會降低儀表的精度。這種系統(tǒng)的加速度計(jì)輸出的是機(jī)體坐標(biāo)系的加速度分量，需要經(jīng)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換成導(dǎo)航坐標(biāo)系的加速度分量，計(jì)算量較大。為了得到飛行器的位置數(shù)據(jù)，須對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)每個測量通道的輸出積分。陀螺儀的漂移將使測角誤差隨時(shí)間成正比地增大，而加速度計(jì)的常值誤差又將引起與時(shí)間平方成正比的位置誤差。這是一種發(fā)散的誤差（隨時(shí)間不斷增大），可通過組成舒拉回路、陀螺羅盤回路和傅科回路3個負(fù)反饋回路的方法來修正這種誤差以獲得準(zhǔn)確的位置數(shù)據(jù)。舒拉回路、陀螺羅盤回路和傅科回路都具有無阻尼周期振蕩的特性。所以慣性導(dǎo)航系統(tǒng)常與無線電、多普勒和天文等導(dǎo)航系統(tǒng)組合，構(gòu)成高精度的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，使系統(tǒng)既有阻尼又能修正誤差。????

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度與地球參數(shù)的精度密切相關(guān)。高精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)須用參考橢球來提供地球形狀和重力的參數(shù)。由于地殼密度不均勻、地形變化等因素，地球各點(diǎn)的參數(shù)實(shí)際值與參考橢球求得的計(jì)算值之間往往有差異，并且這種差異還帶有隨機(jī)性，這種現(xiàn)象稱為重力異常。正在研制的重力梯度儀能夠?qū)χ亓鲞M(jìn)行實(shí)時(shí)測量，提供地球參數(shù)，解決重力異常問題。慣導(dǎo)IMU和慣導(dǎo)INS的區(qū)別？IMU慣導(dǎo)測量單元???一個IMU包含了三個單軸的加速度計(jì)和三個單軸的陀螺，加速度計(jì)檢測物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。在導(dǎo)航中有著很重要的應(yīng)用價(jià)值。為了提高可靠性，還可以為每個軸配備更多的傳感器。一般而言IMU要安裝在被測物體的重心上。IMU大多用在需要進(jìn)行運(yùn)動控制的設(shè)備，如汽車和機(jī)器人上。也被用在需要用姿態(tài)進(jìn)行精密位移推算的場合，如潛艇、飛機(jī)、導(dǎo)彈和航天器的慣性導(dǎo)航設(shè)備等。

整個的慣性系統(tǒng)是由一個金屬外殼封裝，里面由一個IMU包含了三個單軸的加速度計(jì)和三個單軸的陀螺，加速度計(jì)檢測物體在載體坐標(biāo)體系獨(dú)立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號，丈量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿勢。lw