艦艇慣性導航系統

艦艇慣性導航系統:利用慣性器件測量獲取艦艇運動參數,實現艦艇導航的設備。簡稱艦艇慣導。

利用慣性器件測量獲取艦艇運動參數,實現艦艇導航的設備。簡稱艦艇慣導。
艦艇慣性導航系統是大型潛艇特別是核潛艇水下機動與武器發射使用的關鍵設備。導航原理是利用慣性測量裝置測量艦艇運動的慣性力求得艦艇的加速度,對加速度進行兩次積分及矢量合成等運算,直接顯示包括海流影響在內的艦艇運動姿態參數;由輸入的初始經緯度,連續自動地推算和顯示艦艇的實時地理坐標,從而自動連續地在全球範圍內提供航向、航速、航程、縱橫搖角和位置坐標等多種導航數據。艦艇慣導不依賴外部信息,不向外發射任何電、光和聲波,能在全球、全天候、自主、連續、隱蔽地工作,適應核潛艇的導航需要,也為航空母艦、航天測量船等所採用。由於定位誤差會隨時間積累,為保證精度,須藉助其他導航手段進行校正。
1942年,裝在V-2火箭上的慣性制導裝置按預定航線自動完成飛行任務。第二次世界大戰後,美國的慣性導航技術發展迅速,1958年、1959年相繼研製成功裝備在核潛艇上的MK1、MK2型慣導系統,其中裝備MK1的“
慣性導航系統按結構形式,分為平台式和捷聯式兩種。
將陀螺儀和加速度計安裝在慣性平台台體上,結構複雜,體積大,適於大型水面艦船和核潛艇裝備使用。一般由慣性平台、導航計算機、控制顯示裝置、電源裝置等組成。慣性平台(主體儀器),用於測量慣性力,是慣性導航測量裝置的核心。慣性平台一般由三個互相垂直安裝的陀螺儀控制,可模擬當地地理坐標系,提供精確的方位和水平基準;慣性平台為加速度計提供一個安裝和測量基準,平台上分別按南北、東西方向裝有兩個加速度計,通過測得慣性力而求得在這兩個方向上艦艇的加速度;在平台的3根軸上均裝有角度感測器,用以提供載體的姿態信息。導航計算機,用以完成導航參數計算,並給出陀螺儀力矩的指令信號。控制顯示裝置,其控制裝置通過陀螺對慣性平台的穩定狀態進行控制,顯示裝置顯示緯度、經度、速度、航向、航程等數據。電源裝置主要為加速度計、陀螺儀、計算機、顯示器等供電。
將陀螺儀和加速度計直接捆綁在運動物體上完成導航功能,以建立在計算機中的模擬數學平台代替真實的物理平台。陀螺儀和加速度計可以真實地測量出載體的運動情況,通過計算機運算輸出各種導航參數。捷聯式慣性導航系統取消了平台和三環支撐系統,省去了平衡系統,體積小、重量輕、成本下降、可靠性高,但與平台式慣導相比,測量精度較低。
研製低漂移的高精度陀螺,以提高導航精度和延長外校周期;套用陀螺監控技術與卡爾曼濾波技術,從系統角度提高精度與可靠性;採用慣性導航與衛星導航、慣性導航與都卜勒測速等組合方式,形成優勢互補,進一步提高慣性導航精度和增長校準周期;採用新材料、新技術,提高智慧型化水平,降低成本。
發布者:中國軍事百科全書編審室

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