曝光台 注意防骗
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能维持30秒短时间，30秒钟后仍然不能跟踪4颗卫星，
GPSSU返回捕获方式。
差分GPS
• 差分GPS技术原理
• 差分GPS的类型
– 局域差分
– 广域差分
全球导航卫星系统GNSS
• GNSS将由多星座系统组成，不能单纯依靠单个或
单国的某一现存系统（星座）
• GNSS有完好性监控和增强技术
• 机载接收机必需备有接收机自治式完好性监控手段
• 希望由民间补发、加发民用的导航卫星，或建立民
用导航星座，最终地形成一个民用GNSS星座
– GLONASS
– galileo
惯性导航系统基本功能
• 惯性导航系统功能
自主式导航
• 基本导航参数
– 即时位置、地速
– 航向角、航迹角
– 航迹误差、偏流角
– 风速、风向
– 待飞时间、待飞距离
– 飞机姿态角、角速率
• 平台式
• 捷联式
惯性导航系统组成
• 基本组成
– 惯导组件
传感器、平台、导航计算机进行导航数据计算
– 控制显示组件
导航参数显示、初始数据的引入、系统实验、故障
显示和告警
– 方式选择组件
控制系统的工作状态
– 备用电池组件
交流电源失效时，作为备用电源
惯性导航系统简要原理
二自由度导航系统简要原理
用经、纬度表示的简化惯导系统
方框图
实现惯性导航，必须解决以下几个问题：
• 必须采用一组高精度的加速度计；
• 必须利用一组高性能的陀螺仪来模拟一个稳定的
导航坐标系；
• 必须有效地将飞机的运动加速度和重力加速度分
开，并消除其他有害加速度；
• 必须建立全面细致的计算和补偿网络，采用的计
算装置要有足够的计算精度和运算速度。。
二、坐标系
惯性坐标系—以地球中心为原点，以地球自转方
向为一轴，另两轴在地球赤道平面内。它们都不
随地球的转动而转动。可称为地心惯性坐标系
oxiyizi
地球坐标系—地球坐标系oxeyeze 的原点为地心，
oxe 为赤道平面与本初子午面的交线，oze 与地
球自转轴重合，oye 与其构成右手坐标系。显
然，此坐标系固联于地球，并与地球一起转动。
（a）地心惯性坐标系（b）地球坐标系
坐标系（续）
• 地理坐标系―原点在地球表面
上某点，ox指东oy指北，oz垂
直当地平面指向天。
• 机体坐标系
• 平台坐标系―oxyz，原点在飞
机重心，ox、oy两轴总在水平
面内且互相垂直，oz垂直水平
面，指向天。平台坐标系可以
与地理坐标系重合，也可以在
水平面内与地理坐标系成一定
夹角，成为流动方位坐标系。
惯性导航系统
• 指北陀螺平台惯导系统，使平台坐标系与地理坐
标系重合。
惯性导航系统
• 指北平台式惯导系统主要包括：惯性平台、计
算机和控制显示器三大部分。一般惯性平台和
计算机装在一起称为惯导组件。控制部分包括
工作方式选择控制和显示格式控制。
• 惯性平台包括三个二自由度积分陀螺组成的稳
定系统（或二个三自由度陀螺组成的稳定系
统），三个稳定系统使平台相对空间稳定，抗
干扰力矩并使平台与飞机运动隔离。平台上安
装三个加速度计，分别测量导航坐标系三个轴
的轴向加速度。垂直加速度一般只作为飞行控
制系统阻尼功能
陀螺稳定平台
一、概述
• 陀螺稳定平台定义：又叫陀螺稳定器或陀螺稳定装置，或陀螺稳定系
统。陀螺稳定平台是利用陀螺特性，直接或间接地使某一物体（平台
―稳定器）相对地球或惯性空间保持给定位置，或按给定规律改变起
始位置的一种陀螺装置。
• 陀螺稳定平台的特点：能承受较大干扰负荷力矩，而又能较精确的输
出测量角。这样就能保证在承受大的干扰力矩的条件下，能保证测量
精度。
• 陀螺稳定平台（稳定器）的分类：
按稳定轴数分：单轴，双轴，三轴；
按稳定原理分：直接陀螺稳定器、动力陀螺稳定器、间接陀螺稳定
器。
单轴陀螺稳定器基本工作原理
动力陀螺稳定器-利用陀螺力
矩L和稳定系统的电机M共
同抵消干扰力矩.
右图中,陀螺有两个自由
度,把平台看作外框,则平
台轴就是外框轴,即三自由
度。设干扰力矩作用在平
台轴上，陀螺绕内框轴进
动
三轴陀螺稳定平台
三轴陀螺稳定平台具有三个稳定轴，三套稳定系统，
三套稳定系统：分别承受作用在平台三个稳定轴上的干扰
力矩，所以平台能够在干扰力矩作用下，相对惯性空间保
持稳定。如果在平台中增加水平修正系统和方位修正系
统，就可以使平台不但跟踪地平面，而且跟踪子午线，做
到相对地球保持稳定。这样的平台可以用来测量飞机的俯
仰角、倾斜角和航向角。
此外，高精度的三轴陀螺稳定平台是用来在飞机上建
立一个精确的导航坐标系，并把加速度计稳定在所需要的
方位上工作，因而它就成为惯性导航系统的主要基础部
件。
平台式惯导对准
• 对准原因
• 对准方法
– 光学、机电方法
– 自对准
• 设备对准
– 准备（预热）---校准（或导航）
– 位置（输入初始经纬度）
二、捷联式惯导系统
捷联式惯导系统是将惯性元件（加速度计和陀螺
仪）直接与飞机固联；捷联式惯导系统用计算机
的“数学平台”代替陀螺稳定平台。特点：
• 结构简单，重量轻，无活动部件，便于维护；
• 无活动部件，电路少，使用激光陀螺，工作可靠
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导航系统(24)
