江苏高速铁轨惯性导航

惯性导航系统（INS）是一种自主式推算导航技术，不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量，因此具有隐蔽性好、不受外界电磁干扰影响等独特优势。惯性导航系统是利用惯性传感器（IMU）测量载体的比力及角速度信息，结合给定的初始条件，与GNSS等系统的信息融合，从而进行实时推算速度、位置、姿态等参数的自主式导航系统。惯性导航技术是决定载体运行品质、运行安全、运行控制的关键关键技术。在自动驾驶领域，仍是惯性导航系统应用一片亟待开发的蓝海市场，具有广阔的市场空间。其他的导航定位系统定位时是一个个点，而惯性导航的地位却是连续的曲线，这也是一大优势。江苏高速铁轨惯性导航

惯性导航系统可分为平台式惯性导航系统：平台式惯性导航系统根据建立的坐标系不同，又分为空间稳定和本地水平两种工作方式。空间稳定平台式惯性导航系统的台体相对惯性空间稳定，用以建立惯性坐标系。地球自转、重力加速度等影响由计算机加以补偿。这种系统多用于运载火箭的主动段和一些航天器上。本地水平平台式惯性导航系统的特点是台体上的两个加速度计输入轴所构成的基准平面能够始终跟踪飞行器所在点的水平面（利用加速度计与陀螺仪组成舒拉回路来保证），因此加速度计不受重力加速度的影响。这种系统多用于沿地球表面作等速运动的飞行器（如飞机、巡航导弹等）。在平台式惯性导航系统中，框架能隔离飞行器的角振动，仪表工作条件较好。平台能直接建立导航坐标系，计算量小，容易补偿和修正仪表的输出，但结构复杂，尺寸大。成都惯性导航INS惯性导航系统的惯性是如何实现的呢？

惯导系统由陀螺仪和加速度计两部分组成：1、陀螺仪有稳定指向一个方向的性质，并且不与外界的运动相关联。将这样的设备装在方向发生转动的物体上时，就可以测量出物体转动的角度。2、加速度计能够测出物体运动的加速度值，配合时间记录，根据s=（1/2）a*t^2即可计算出距离。三轴陀螺仪分别指向坐标轴中的xyz轴，在这三轴上再加上加速度计，就组成了惯性导航装置。通过三轴角度变化，三轴距离累计，就可以测量出物体在三维空间中的三轴位置移动，即三维空间位移，但是你会发现这样的装置只能测量出相对位移，即在时间记录中某两个时刻之间的位移。

惯性导航的优势：自主：不管是卫星导航，还是无线电导航，都受限于外源信息。例如，GNSS的卫星通讯链路瞬间中断不可用，无线电导航系统的导航台失效，那么这些导航系统将完全瘫痪。惯性导航用于计算的初始数据都来自自身测量元件，既不受外界干扰影响，也不向外辐射能力，更不用借助其他外部设备。连续：其他的导航，如我们熟悉的GPS，定位时得到的信息是路径上的点的信息，而惯性导航的定位是连续的曲线。除了这两个明显优势之外，惯性导航还可以全天候、全时间地工作在空中、地表下、水下等特点。无人机惯性导航系统的优点是什么？

如何解决惯性导航系统使用过程中的误差分析？所有的惯性导航系统都会出现集成漂移的现象，测量的加速度和角速度时的微小误差，在速度逐步积累时会形成更大的误差，导致在位置测算上的误差加剧。因此，我们必须通过定期输入一些其他类型的导航系统的数据，以修正惯性导航系统中的位置信息。惯性导航系统的误差解决方法：通常是估计理论（尤其是卡尔曼滤波）,提供理论框架，结合来自不同传感器的信息。较常见的替代传感器是一种卫星导航广播（如全球定位系统可以在直接能见度高时用于各种地面交通工具）。室内应用程序可以使用计步器、距离测量设备,或其他类型的位置传感器。通过适当地将惯性导航系统（INS）和其他系统(GPS/INS)的信息融合，误差的位置和速度是可以稳定的。此外,当GNSS信号不可用（例如当车辆穿过隧道）时，惯性导航系统（INS）可以用作暂时性反馈。陀螺仪是惯性导航系统的主要元件。北京惯性导航INS

GPS卫星导航，只能给出位置，方向，速度信息，但是惯导同时还能提供姿态和航向信息。江苏高速铁轨惯性导航

惯性测量装置，包括加速度计和陀螺仪，又称惯性导航组合。前者是测量物体的加速度，后者又被叫做角速度传感器，是测量角速度的。利用这些装置的参数，计算并导航看起来似乎很简单，但是由于采样频率一般很高（一秒内几十甚至几百次），所以累加起来误差很容易扩大，所以长时间的导航仍然有很大的困难。在失去位置的时候，导航软件知道速度、车辆的位置、行驶路线等信息。结合加速度传感器提供的加速度，可以根据二次积分的方式计算出加速度产生的位移，然后根据初始速度计算出速度产生的位移，进而推算出车辆新的位置。这样，在没有GNSS 情信号的况下仍然可以继续导航。江苏高速铁轨惯性导航

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