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2.2 基于惯性导航的定位技术

惯性导航系统(Inertial Navigation System, INS)是一种以牛顿力学与刚体旋转学为理论基础的自主定位技术。它利用惯性器件(加速度计和陀螺仪)测量载体相对惯性空间的加速度与角速度信息,并通过姿态解算与位置推算完成定位功能。惯性导航系统可分为平台式惯性导航系统(Gimbaled Inertial Navigation System, GINS)与捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System, SINS)。GINS将惯性器件固定在一个惯性平台上,以稳定的平台建立惯性平台坐标系。SINS则将惯性器件固定在运动载体上,通过相关导航解算得出载体在导航坐标系下的位置信息。惯性导航不仅能够在外界不提供信息的情况下工作,而且能够实时、高精度地输出载体的各种导航参数信息,自主进行定位导航。

此外,惯性导航系统还具有隐秘性好、导航信息丰富、数据输出率高等优点,其工作环境不仅包括空中、地面,还包括水下,是复杂恶劣环境下各种运载体不可或缺的核心导航系统。

惯性导航有如下特性:a.误差随时间和运动距离累积;b.需要初始信息;c.成本高;d.完全自主性和高可靠性(军用和航空航天);e.导航信息完备、连续。