捷联惯导系统与平台惯导系统：原理与比较

"该资源详细介绍了惯性器件，特别是陀螺仪和加速度计在惯性导航系统中的应用。文章对比了平台式和捷联式惯导系统的特点，并探讨了惯导系统的关键技术，包括标定、对准和导航。同时，还讨论了惯性器件的性能指标和误差模型。" 惯性导航系统是一种基于物理学原理的自主导航技术，它利用陀螺仪和加速度计来确定物体的位置、速度和姿态。在传统的平台式惯导系统中，陀螺稳定平台实体重现导航坐标系，而加速度计则固定在这个平台上，测量物体沿坐标轴的加速度。然而，捷联惯导系统则直接将陀螺仪和加速度计与运载体固联，省去了物理平台，降低了系统的复杂性和成本。 陀螺仪是惯性导航系统的核心，用于测量物体的角速度，保证导航坐标系的稳定性。其性能指标包括最大速率、偏置稳定性、运行随机漂移等。加速度计则测量物体的线性加速度，对于位置和速度的计算至关重要。加速度计的性能指标有非线性度、对称性、g-敏感性和g^2-敏感性等。 捷联惯导系统相比平台式系统，具有结构简单、环境适应性强和可靠性高的优点，但对器件动态范围和对准精度要求较高，且系统动态时误差较大，导航解算也更为复杂。平台式系统虽然精度高，但结构复杂、造价昂贵，且传动机构可能造成磨损。 惯导系统的关键技术主要包括三个部分：标定（Calibration）、对准（Alignment）和导航（Navigation）。标定是确定器件的初始性能和误差；对准是使系统初始状态与实际运动状态一致；导航则是根据陀螺仪和加速度计的数据，实时计算出物体的运动参数。 惯性器件的误差模型是理解和改善系统性能的基础，包括随机漂移的统计分析和数字模型。这些模型有助于理解陀螺仪和加速度计在不同条件下的行为，并据此进行误差补偿，提高导航精度。 陀螺仪和加速度计在惯性导航系统中的应用涉及到复杂的理论和技术，包括硬件设计、信号处理、误差建模和导航算法。理解并优化这些方面对于提升惯导系统的性能至关重要。