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惯性导航基础
宇航学院：王新龙
2014年4月16日
本节的主要内容
惯性导航的一些重要概念
平台式惯性导航系统的基本组成和工作原理
有关惯性导航的一些重要概念
导航（Navigation）
导航是引导运载体达到预定目的地的过程。
以飞机的导航为例，它是测量飞机的位置、速度、姿态等导航参数，通过驾驶人员（这时导航设备工作于指示状态）或飞行自动控制系统（这时导航设备工作于自动导航状态）引导飞机按预定航线航行的整套设备称为飞机的导航系统。
导航系统的发展历程简况
■ 1）早期的飞机主要依靠目视进行导航。
■ 2）上世纪20年代开始利用仪表进行导航。
■ 3）上世纪30年代出现无线电导航，即依靠飞机上的信标接收机和无线电罗盘来获得地面导航台的信息以进行导航。
注：罗盘是用来测量载体航向的导航仪表；目前常用的电子罗盘是数字的，能够显示载体相对于磁北极的偏转角度； 无线电罗盘是指示飞机航向的无线电导航仪表。严格说来，无线电罗盘不是罗盘，因为它的指针指示的不是相对于磁北极的方向，而是相对于它所调谐到的无线电台的方向，所以又称为机载无线电测向器。
导航系统的发展历程简况
■ 4） 50年代初，惯性导航系统开始用于飞机导航，同期发展的还有天文导航系统和多普勒导航系统。
■ 5）60年代以后，无线电导航得到进一步发展，并与1963年出现的人造卫星导航相结合，在70年代以后发展成为全球定位导航系统，简称为GPS。
■ 6）在此过程中，为了发挥不同导航系统的特点，互为补充，又出现了各种组合导航系统。
陀螺仪的发展历程
◆50年代——液浮陀螺仪
◆60年代——动力调谐陀螺仪(DTG)
◆80年代——环形激光陀螺仪(RLG) 光纤陀螺仪（FOG）
◆90年代——振动陀螺仪
◆21世纪——微机械电子系统陀螺仪(MEMSG)
惯性导航的优越性
虽然有多种途径可以实现导航任务，如无线电导航、天文导航、惯性导航等，但惯性导航在其中占有特殊的重要位置。
这是由于惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，其主要技术手段是用加速度计测量载体的运动加速度，用陀螺仪装置为加速度计提供一个测量基准坐标系，再从中推算出所需的导航参数。因此，这就显示出惯性导航一个突出优点，即具有高度的自主性。
惯导系统
工作原理图
惯性导航的优越性
而其它导航系统都需要由外部输入信号或向外部辐射能量后接收反射信号，如可见光、红外线、声波、无线电波等；而惯性导航却完全不需要，它只依靠惯性测量装置本身就能在载体内部独立地完成导航任务。
所以从技术实现和战术应用方面来看，惯性导航皆具有其它导航方式无法比拟的优越性。