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将保持在重力平衡位置，而不受飞机任意运动的干扰。将这个原理运用到惯导系统中，如果
陀螺平台的周期调整为84.4 min，则平台不受飞机运动的影响而保持在当地水平面内。但由
于当时技术水平的限制，舒勒的上述原理不可能实现，但它对惯性技术的发展起了重要作用。
第二次世界大战末期，德国在V-2火箭上第一次装上了初级的惯导系统。利用陀螺稳定
火箭的姿态和航向，并沿火箭纵轴方向安装陀螺积分加速度计，以提供火箭入轨的初始速度。
由于当时技术水平的限制，不能将加速度计安装在三轴平台上制成比较完善的惯导系统，但
这一工作却引起人们的极大重视，从而推进了惯导系统的进一步研究。
1949～1950年，美国麻省理工学院仪表实验室和北美航空公司先后研制出第一台惯性导
航平台。特别是北美航空公司研制的XN-T型平台式惯导系统，实现了比较完善的三轴陀螺
平台的惯导系统方案，综合应用了自动控制、电子技术、精密机槭工艺等学科的先进技术，
把惯导系统推进到了一个迅速发展的阶段。
20世纪50—60年代，惯导系统主要用于军事上，并得到比较大的发展，在各个领域逐
步得到了广泛应用。20世纪70年代，随着计算机的发展，平台式惯导系统已经达到了成熟
普及阶段，成为现代化的导航设备。不仅用于军事，而且大量应用于民用航空、地质测量等。
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目前，由于计算机及现代控制论的发展推动了惯导系统的进一步发展，机械电气平台和
加速度计的精度进一步提高，由计算机数学平台取代复杂的机械电气平台的所谓捷联式惯导
系统已得到推广应用。以惯导系统为主的组合导航系统的研制也取得了很大的进展，静电陀
螺、挠性陀螺和激光陀螺也取得了很多新成果，其漂移有的达到了0.010～0.0010/小时。总之，
惯导系统以及以惯导系统为主的组合导航系统正在迅速发展。
我国的惯导系统从无到有，现在已应用于人造卫星、飞机等，但与世界先进水平相比，
还有一定差距。我国民航引进的飞机装备惯导系统的也越来越多，如波音707装载的LTN-51，
波音747SP装载的LTN-72R，波音737-300、波音757/767、波音747400、A310、A320等
飞机上装载的激光陀螺惯性基准系统，都是先进的惯导系统。
10.1 惯导系统的功能及组成
10.1.1 惯导系统的种类
目前广泛应用的惯导系统，按结构可归纳为两大类。一类是系统中有1～2个三轴陀螺稳
定平台，加速度计和陀螺都安置在平台上，这种系统称为平台式惯导系统；另一类是系统中
没有实际的陀螺稳定平台，加速度计和陀螺直接“捆绑”在机体上，“平台“的概念是用计算
机建立的“数学平台”模型来替代的，这种系统称为捷联式惯导系统。惯导系统也可以按照
采用的导航坐标系分为两类。一类是采用当地水平坐标系作为导航坐标系，称为当地水平惯
导系统；另一类是采用惯性坐标系，即惯性平台稳定在惯性空间，称为空间稳定惯导系统，
这种惯导平台只有稳定回路，不需要跟踪回路。目前常用的是指北方位惯导系统、游动方位
惯导系统等。
10.1.2惯导系统的主要功能
飞机上惯导系统的主要功能：
①自动测量飞机各种导航参数及飞行控制参数，供飞行员使用。测量的导航参数和飞
行控制参数包括飞机在地面或空中相对地球的瞬时位置（即时位置）；计算飞机到达目的地
所需时间、风向／风速、偏流等的地速；航行和引导飞机的重要参数，航向；控制飞机实际
飞行轨迹的重要参数，航迹角；表明飞机偏离给定航线情况的偏航角、偏航距离；解算出
来的风向／风速；飞机即时位置到目的地的待飞距离／待飞时间；表征飞机姿态的俯仰角、倾
斜角及航向角；表征飞机角速率的俯仰角速率、倾斜角速率、偏航角速率等。
②与飞机其他控制系统相配合，完成对飞机的人工或自动控制（或制导）。
10.1.3惯导系统的组成
飞机上惯导系统的部件有，加速度计、陀螺及陀螵稳定平台、导航计算机、控制器、显
示器和电源等。
实际的惯导系统中，加速度计是安装在陀螺平台上，有的惯导系统把陀螺平台、计算机
和电子线路、电源合装在一起称为惯性导航组件；控制器、显示器合装在一起称为控制显示
组件。
惯导系统主要由惯性导航组件(lNU-Inertial Navigation Unit)、控制显示组件
(CDU-Control Display Unit)和方式选择组件(MSU-Mode Selector Unit)组成。飞机一
般还备有一个备用电池组件(BU-Battery Unit)，当主电源失效时可作为备用电源。为了计
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空中领航学 下册(73)
