惯性制导系统

通过建立的原则数学物理,一个物体的速度被定义为的变化率的立场,和加速度是定义为速度的变化率。这些关系可以应用于导航的定位问题如果乐器可以先后设计了测量加速度,然后把它的速度和位置。术语的微积分,加速度是多少集成(总结一点时间)速度,然后速度集成得到的位置。

的一种形式加速度计,质量是挂在弹簧内住房牢牢地附着在工艺。质量的惯性使其倾向于保持静止,但任何加速工艺往往取代住房相对于质量。取消所需的力量相对运动的质量和住房三个方向固定gyroscopes-can测量电。电信号是直接关系到部队,牛顿第二运动定律加速度。电子电路执行必要的标准集成的加速度提供距离和方向,在三维空间中,通过该工艺已经从原来的位置。

这样的加速度计组合加上集成商称为惯性制导系统;在上下文导航,他们复杂的船位推算设备。因为他们的介绍,从1950年开始,他们在控制轨迹,这些都是非常宝贵的潜艇、助推火箭和宇宙飞船。他们的错误,就像任何其他船位推算系统累积随着时间的推移,但核动力潜艇前往北极的冰盖下,完全由惯性制导系统,错误的每周不到一英里。

航迹推算的电脑

在现代惯性导航系统中,计算机已被证明适合处理data-directions的溪流,速度,和times-involved跟踪位置。在军事陆地车辆,计算机是由指南针和轮式传感器。航海家船上依赖陀螺罗经和日志;那些在飞机依靠旋磁指南针和多普勒效应速度测量。电脑可以用来显示或打印定期更新位置信息。惯性制导系统只能提供船位推算信息,尽管指南针和多普勒数据可以结合惯性输出。信息从广播导航系统等罗兰或者是全球定位系统(GPS),可以被添加到航迹推算。

无线电导航系统,可以提供连续指示的位置是消除定位和航迹之间的区别。导航精度提高通过提供经典的船位推算数据(速度、方向、高度利率和角度)和不断更新电脑的位置,决定了速度,航向,爬升率或下降,必须维护执行飞行计划。许多计算机应用技术卡尔曼滤波权重每个几个之前提供的数据根据其预期的质量和使用位置和速度的解决方案在确定当前的最佳估计位置和其他所需的数量。

最初,模拟计算机是用于导航系统,一个相对简单的计算本质涉及输入各种电力来源持续执行。今天,数字计算机用于执行所有必要的计算。的数字计算机如此之快,适合航行目的,这几乎可以被认为是瞬间完成的,因此可以提供连续的信息用于控制目的。它有一个内存来存储信息在需要的时候使用。它是由电子模块,以低成本大规模生产。它只有一个缺点。转换模拟信息转化为数字形式可能代价高昂。因此,虽然远远优于模拟计算机时,它是不节约大量电信号必须结合以相对简单的方式没有任何记忆的必要性。这种情况下仍然适用于在许多工艺控制系统。