動基座導航設備（moving-base navigation aid）是一種需要安裝在被導航的航行體外的運動的航行體上協作設備配合工作的導航設備。協作設備可沿以某預定的特殊的坐標係為準的軌道運行，如相對地球位置不斷變化的導航衛星。動基座導航輔助設備還可設計成允許一個運動的航行體自動以另一個運動的航行體來導航。
基本介紹
- 中文名：動基座導航設備
- 外文名：moving-base navigation aid
- 學科：航天工程
- 領域：導航
- 安裝：被導航的航行體外的運動的航行體
- 屬性：導航設備
靜基座,動基座,動基座對準研究,
靜基座
慣性導航系統靜基座一般指理想情況，速度為零，姿態不變，位置也不變，一般用於仿真和可近似為靜基座的情況。
動基座
動基座包括晃動（或搖擺）基座和動基座，前者是在靜基座的基礎上根據載體實際情況確定的，如船停在碼頭，雖然位置不變但免不了受海浪的衝擊而搖擺，又如車輛停在原地但發動機運轉著，此時有晃動，等等。而動基座則是真正的載體運動。
動基座對準研究
慣導系統一個十分重要的問題是其初始對準問題，對準精度和對準的時間是慣導系統進行初始對準時的兩項重要技術指標。初始對準精度影響慣導系統的性能，初始對準時間標誌著快速反應能力，因此要求初始對準精度高、對準時間短，即精而快。動基座對準是慣導系統初始對準要解決的重要問題。關於初始對準的研究主要集中在以下幾個方面。
（1）誤差模型及算法
研究的目的在於建立更加合理、更加準確的慣導系統誤差模型，從而提高初始對準精度，縮短對準時間。慣導系統誤差方程的導出方法有兩種：一種稱為F角法或擾動法；另一種稱為Y角法。描述慣導系統誤差特性的微分方程分為平動誤差方程和姿態誤差方程，平動誤差方程包括位置誤差方程和速度誤差方程。常用的捷聯慣導系統的姿態算法有歐拉角法、四元數法、方向餘弦法和等效轉動矢量法等。
（2）狀態估值方法
由於加速度計誤差和陀螺漂移均為隨機誤差，故慣導系統為隨機系統。在慣導系統初始對準過程中，若採用狀態反饋控制就必須對狀態進行估計。常用的狀態估計器就是卡爾曼濾波器。
（3）可觀測性分析
在設計卡爾曼濾波器之前，通常先進行系統的可觀測性分析，確定卡爾曼濾波器的濾波效果。進行系統可觀測性分析包括兩個內容：一是確定系統是否完全可觀測；二是對不完全可觀測系統大致確定哪些狀態變數可觀測，哪些狀態變數不可觀測。在靜基座對準時，平台式慣導系統的卡爾曼濾波模型為線性定常系統，捷聯慣導系統可近似為線性定常系統。在動基座對準時，二者均為線性時變系統。線性定常系統的可觀測性分析起來比較容易，但線性時變系統的可觀測性分析起來就比較困難。
（4）傳遞對準
動基座傳遞對準，即利用精度較高的主慣導系統來校準未對準好的子慣導系統。飛彈在對準過程中，系統導航運算所需的初始值由主慣導提供，主慣導系統的精度一般比子慣導系統的精度高几個數量級，因此，採用傳遞對準可以有效地提高對準精度，極大地縮短對準時間，從而有效提高飛彈的命中率和戰鬥機的生存能力。
由於安裝誤差、桿臂效應、機翼的彈性變形等因素的影響，子慣導與主慣導之間存在不對準角。傳遞對準的主要任務是設法估計不對準角誤差並消除其帶來的影響。傳遞對準的方法可分為兩類：一類是計算參數匹配，另一類是測量參數匹配。計算參數匹配把失準角當作一個整體，利用主、子慣導系統計算出位置之差、速度之差來對子慣導進行對準；測量參數匹配則是利用主、子慣導系統測得的角速度之差和加速度之差來對失準角進行估計。一般來說，計算參數匹配法的估計精度較高，但對準速度較低；而測量參數匹配的速度較快，但其精度受載體彈性變形的影響較大。
