机载导航系统的发展小整理

国内飞机的导航技术，大概经历了三代的发展历程，第一阶段是使用无线电罗盘、信标机以及无线电高度表实现导航和定位；第二个阶段是使用多普勒导航雷达实现导航定位；第三个阶段是使用了惯性导航系统。

在早期的第一阶段，获取的数据只有基本的航向数据以及姿态数据，这些数据的误差也较大，需要对应的地面导航系统进行纠正，在一定程度上限制了飞机的远程飞行能力。

在1960年代研制的多普勒导航雷达，其原理是利用了多普勒效应来测定多普勒频移，从而计算出飞机的速度和位置，以此进行导航。通过多普勒导航雷达，获取飞行器的地速（飞行器的相对地面的速度）以及偏流角度，并配合飞行器的航行姿态系统来进行推算，实现飞行器的导航定位。在1990年代中期，在多普勒导航系统的基础上，结合了卫星导航接收机，形成了多普勒/GNSS导航系统，进一步提升了飞行器的导航精度。多普勒导航技术主要适合一些机动性能较差的飞行器，对于直升机来说，多普勒导航雷达能够提供较高精度的悬停坐标，这是其一大优势。对于机动性较强的飞机来说，更需要的是惯性导航系统。

惯性导航的原理是测量载体在惯性参考系的加速度，将其对时间进行积分，并将其转换到导航坐标系当中，以此就能够获取在导航坐标系中的速度、偏航角度、位置等信息。其核心组件是陀螺和加速度计，根据陀螺来简历导航坐标系，根据加速度计解算出载体在导航坐标系中的速度以及位置。惯性导航系统是一个自主式的导航系统，不依赖于外部信息同时也不向外发射任何信息，其隐蔽性更好，不受外界电磁环境的干扰，并且可以全天候的在空中、地面以及水下工作，能够提供位置、姿态、航向等信息，导航信息的连续性好，其更新率高。当前我国发展作战飞机的技术研究中，平行发展的四个主要单元分别是飞机本身、航发、航空雷达、惯导系统，可见其重要性。

惯导又分为有平台式惯导和捷联式惯导，平台式惯导就是有一个专用的平台硬件载体，将惯导组件安置于内，以保证其运转稳定的环境，捷联式惯导就是将惯导核心组件直接和载体刚性连接，使用捷联式惯导，因为有较大的施矩速度和需要高性能的在平衡回路，所以对接连陀螺有很高的要求，但是由于省去了载体平台，捷联式的设备相比较于平台式惯导具有体积优势。除了平台安置方式的分类，惯导根据陀螺的种类也可划分为机械陀螺和激光陀螺两种，传统系统使用的是机械挠性陀螺，当前最先进的是激光陀螺，激光陀螺没有旋转的转子部件，没有角动量，省去了很多机电传动部件，结构上更简单，由于不存在活动部件，就不具备再平衡问题，所以对载体的震动和冲击加速度不敏感。

类似于多普勒雷达的发展方式，惯导也和GNSS进行了结合，由于惯导是通过时间积分进行导航定位，在较长时间上误差会出现累计现象，所以配合GPS技术进行辅助定位纠正，大大提高了系统的精度及稳定性。

最后

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