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4.5 惯性导航系统
4.5.1 概述
一、惯性导航系统的基本工作原理：
利用一组加速度计连续地进行测量，而
后分别通过两次积分运算获得飞机的即
时位置信息。
IRS 概述（续）
IRS主要优点是：不依赖任何外界信息
来测量导航参数，因此不受天气或人为的
干扰，具有很好的隐蔽性，是一种完全自
由式导航系统。
IRS主要缺点是定位误差随时间而积累，
长时间工作会产生超出允许范围的积累误
差。此外，陀螺、加速度计、计算机的精
度要求高。
激光陀螺仪
激光陀螺仪：
惯性导航系统是一种
精密测量系统，其主要敏
感元件是陀螺和加速度
计。惯性导航中的敏感元
件精度高、测量范围广。
激光陀螺仪是一种完全取
消了机械转子的新型陀螺
仪，它是利用激光原理工
作的，能测量旋转角速
率。
二、加速度计— 摆式加速度计
加速度计—用以测量飞
机的线加速度，输出与
加速度成比例的电信
号。
加速度计有力反馈式和
摆式两种。现代民用机
载惯导系统通常采用的
加速度计是挠性加速度
计，如右图所示。它是
靠质量块来敏感加速度
的，利用反馈系统使质
量块维持在零位附近。
4.5.5 激光陀螺惯性基准系统
新型的激光陀螺惯性基准系统实质上就是应用
激光陀螺的捷联式惯导系统，并且兼有测定航向
和姿态的功能，故称为惯性基准系统（IRS）
一、系统组成与组件功用
近期采用的激光陀螺惯性基准系统都属捷连式
惯导系统，它由惯性基准组件、方式选择组件和
控制显示组件三大部分组成。在有的飞机上将惯
导系统和大气数据系统综合到一起，形成大气数
据惯性基准系统。
2、方式选择组件（MSU）
方式选择组件：用于选择IRS的工作
方式，并可显示其工作或故障状
态。
方式选择：对准、导航、姿态；
方式和状态通告（显示）牌（灯）
对准(ALIGN)通告牌；
直流供电(ON DC)通告牌——当飞
机的115伏400赫交流电源失效时，
IRU使用备用电瓶供电，该通告牌
亮。它只能向惯导系统供电15-20
分钟。
电瓶故障(DC FAIL)通告牌。
3、惯性系统显示组件（ISDU）
ISDU主要用来做数据引进、系统状态通
告、导航信息选择显示。
二、惯性基准系统的工作方式
惯性基准系统的工作方式为对准方式、导航方
式、姿态基准方式和断开方式。
1、对准方式(ALIGN)
惯性基准系统的对准就是根据地球自转和重力特
性而对准到当地地垂线和真北方向上，并估算当
地纬度。
在对准完成前，必须引进现在位置。
对准方法/步骤
对准方法有正常对准和快速对准两种。
（1）正常对准方法和相应显示如下：
将MSU的方式选择开关从OFF位转到ALIGN位或NAV位。
时，ALIGN通告牌亮，ON—DC通告牌亮5秒钟，然后熄灭。
引入飞机即时位置φ，λ，既可用ISDU的数字字母键引入
飞机即时位置，也可通过飞行管理计算机的控制显示组件
CDU引入。
对准显示，ISDU右显示器7到0分钟倒计时，整个过程
共10分钟。正常情况下10分钟后ALIGN灯灭，对准结束，
MSU可转到NAV位；
对准方法/步骤（续）
如果在NAV导航方式位进行对准，则当对准正常结
束时，对准结束显示为ALIGN，对准通告牌由对准过
程的常亮至熄灭，表明系统对准结束，系统自动进入
导航状态。
如果方式选择开关置于ALIGN位置对准，当10分钟
校准后ALIGN灯继续亮，MSU开关由ALIGN位转到NAV
位，ALIGN灯灭，也说明校准正常。
如果引入的Ф、λ不正确，则ALIGN灯闪亮；
系统有故障，MSU上FAULT灯亮。
（2）快速对准
当IRS正常对准后，由于起飞延误，滑行等
待，可以重新对准。
快速校准的方法是:MSU开关由NAV位转回到
ALIGN位，时间大于30秒后，再转回到NAV位。
这时ALIGN灯亮，系统重新进行水平和航向调
整，速度调为零，当开关又重新拨回到NAV位
时， ALIGN灯熄灭。
快速校准的先决条件是:
IRS在正常工作，MSU开关已在NAV位；
地速（GS）小于20KT（海里/小时）。
2、导航方式（NAV）
当系统完成对准并顺利通过时，即可自动进入导航方式，
进行独立的惯性计算。
在导航方式，系统完成工作如下：
加速度/角速度测量和误差补偿；
加速度值坐标变换；
姿态矩阵修正；
姿态导航参数计算；
垂直速度和惯性高度的混合计算，系统监控等。
输出/显示姿态及导航数据。
3、姿态（ ATT）方式
ATT方式是备用工作方式，只有在下列条件使用ATT方
式：
飞行中，工作在NAV方式，短时断电，系统经过10秒
后，转为备用直流电源（电瓶）供电，ALIGN灯亮。
飞行中，工作在NAV方式，监控系统探测到某些故障，
MSU上FAULT灯亮。
短航线飞行（或其他原因）不需要NAV方式时，不需要
提供地速、位置、航迹等其他导航数据。
在姿态基准方式，惯性基准系统只提供飞机的俯
仰角、倾斜角和航向(角)。在引进磁航向基准时，可
提供磁航向。
注：一旦转到ATT位，再转到ALIGN/NAV无效，除非在地
面断电（OFF）后，飞机静止条件下由ALIGN顺序进
行。
4、断开方式（OFF）
方式选择开关置OFF位即断开位置时，除
了保持断开逻辑电路的电源外，IRS的全部供
电电源均被断开，IRS系统不能工作。
三、自检和故障监测
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现代航空仪表系统(3)
