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  • 惯性导航在飞机上的应用

           两种或两种以上导航技术的组合,组合后的系统称为组合导航系统。根据不同的要求有各种不同的组合导航系统,多以惯性导航系统作为主要分系统。组合导航系统一般具有以下1~3种功能:

    ①协合功能:利用各分系统的导航信息,形成分系统所不具备的导航功能。如用大气数据计算机的空速信息和罗盘的航向信息工作的自动领航仪可以提供飞机的位置信息。它是一种早期的组合导航系统。

    ②互补功能:组合后的导航功能虽然与各分系统的导航功能相同,但它能够综合利用分系统的特点,从而扩大了使用范围和提高了导航精度。

    ③余度功能两种以上导航系统的组合具有导航余度的功能,增加了导航系统的可靠性。惯性-多普勒导航系统  多普勒雷达输出的地速信号精度较高,但瞬态噪声较大。惯性导航系统能提供精确的航向信息,且速度信号的瞬态性能好,但精度不高。两者结合可降低速度误差,提高惯性平台姿态精度,从而抑制位置误差的增大。应用卡尔曼滤波技术还可估计出陀螺漂移(见陀螺仪)等干扰量,使惯性导航系统的性能得到改善。由于惯性导航的速度误差直接与惯性平台姿态误差有关,这种系统还可对惯性平台进行空中对准,对准时间约为15~20分钟。这种组合系统属于自主式系统,常用于军用飞机。

    惯性-测向测距导航系统

           惯性-测向测距导航系统能够直接改善惯性导航的定位精度和惯性平台的姿态精度,也可以对惯性平台进行空中对准,对准时间约为半小时。测向系统的方位角误差较大,故方位对准精度也差。如果用双测距系统来组合,则可改善方位对准精度。组合可以间断也可以连续,这种组合系统常用于民航飞机。在地面应答台覆盖区域内飞行时,它可以用于区域导航。这种系统还能对惯性平台进行空中再对准,使飞机在地面台覆盖区域以外飞行时,用对准后的纯惯性导航方式导航。

    惯性-奥米加导航系统

          性质与惯性-测向测距导航系统相似,常用于跨洋飞行的飞机。奥米加导航系统的定位精度比测向测距系统低,故空中对准时间较长,约需1小时。 为缩短空中对准时间和提高系统的速度信息精度,有时采用惯性-奥米加-多普勒组合的方式。

    惯性-天文导航系统

           能连续提供精确导航信息。天文导航能测量天体在惯性平台坐标系内的角位置,故组合后不仅能估计出陀螺漂移等干扰量,而且能估计出真实的平台姿态误差,从而分辨出水平加速度计的零偏。惯性-天文导航系统的组合效果好,但在中、低空使用时受气候和云层影响。在这种系统中常增加多普勒雷达,组合成更完善的自主式导航系统。

    惯性-卫星导航系统

           全球定位系统能使飞机在任何地区实时得到位置和速度信息,定位精度为10米。但飞机在作剧烈机动动作时或当“导航星”全球定位系统信噪比低时,导航精度将大为降低。将“导航星”全球定位系统与惯性导航系统组合起来,不仅能大大改善惯性导航的位置和速度信息的精度,而且还能估计出陀螺漂移等各种干扰量和惯性平台姿态误差,从而改善惯性导航系统性能。同时,利用惯性导航系统提供的速度等信息还能改善“导航星”全球定位系统跟踪回路截获和锁定信号的能力。这种组合方式是组合导航系统的发展方向。



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