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& 惯性导航AGV搬运系统
惯性导航AGV搬运系统
关键字导读： 惯性
描述：惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、不易受到干扰的自主式导航系统。惯导通过测量载体在惯性参考系的加速度，自动进行积分运算，获得载体的瞬时速度和瞬时位置数据，且把它变换到导航坐标系中，从而得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
Introduction
惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、不易受到干扰的自主式导航系统。惯导通过测量载体在惯性参考系的加速度，自动进行积分运算，获得载体的瞬时速度和瞬时位置数据，且把它变换到导航坐标系中，从而得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。其优势在于给定了初始条件后，不需要外部参照就可确定当前位置、方向及速度。适用于各种复杂地理环境和外界干扰下的精确定位和定向，且能不断测量位置的变化，精确保持动态姿态基准。随着经济建设对科学技术需要的提高，以及人们对惯性技术了解的不断普及和深入，惯性技术的应用领域已逐步从军用扩展到民用，从导航/制导扩展到稳定/控制，并正在努力开发具有市场竞争力的新技术和新产品。以下是新松机器人自动化股份有限公司设计的惯导AGV在某大型电极箔公司运输电极箔的原料、半成品及成品的实例。电极箔是铝电解电容器制造的关键原材料，由于电子产业的迅速发展，尤其是通信产品、计算机、家电等整机产品市场的急剧扩大，对铝电极箔产业的发展起了推波助澜的作用。同时由于铝电解电容器的小型化、高性能化、片式化的要求越来越迫切，对电极箔制造业的技术和质量提出了很高的要求，同时也对高效、正确的仓储管理提出了很高的需求。物料的装卸搬运是物流过程中发生频率高，耗用时间长，所需费用大的作业活动。为了降低成本并提高效率，自动搬运技术的实施势在必行，因此受到越来越多的关注。在众多的搬运技术中，因为&
AGV（Automatic Guided
Vehicle）的优越性，使其成为实现物料自动搬运的最佳解决方案。AGV也是当今柔性制造系统和自动化仓储系统中物流运输的有效手段，是物流领域中首推的简单有效的自动物料运输方式。因此我们采用AGV作为此项目的载体配合整个物流系统实现货物的传输和运送。AGV的应用实现了其原料、半成品、成品仓储管理的自动化、智能化、信息化，提高了工作效率，降低了差错率，同时也使电极箔生产作业流程的综合自动化水平迈上一个新的台阶。由于此公司现场环线4000多米长，且交叉点较多，铺设磁条施工难度较大，且可能产生相近、相交轨迹之间的干涉，因此我们为降低成本，便于施工，基于性价比考虑，采用地面相隔一定距离预埋磁钉，进行惯性导航控制，增强AGV在复杂环境条件下的抗干扰能力，保证AGV在复杂轨迹行走时有较高的精度定位。1、工作流程：在整体布局中，各工艺环线上按照工艺需要，通过预埋磁钉布置相应的上下料站点，每个站点由AGV自动进行上下料工作。在站点上通过手持终端对AGV下达空托盘输送指令。任务管理系统通过网络与AGV输送系统连接，根据各工位“要料”情况发指令给AGV输送系统，由AGV系统自动实现指定产品在库房与指定工位间及各工位间的运送。无任务的AGV将在指定地点进行充电任务并等待输送指令。2、AGV基本参数技术要求AGV的机械结构由三部分组成：车体，驱动装置和提升机构组成。根据现场托盘情况，承载能力800KG，工作状态，进行校核计算，得如下参数：AGV驱动装置：采用双驱动轮差动形式提升机构：采用凸轮机构，安装内导向，保证提升机构直线上下，动作平稳提升高度：100mmAGV导航精度为±10mm；停车位置精度为±5mm。AGV最大速度为60m/min。AGV设有前后接触式保险杠和前置非接触式激光防碰传感器，当AGV运行时，前方一定距离内发现障碍物，AGV可减速停车,保证AGV及周边人员设备的安全。&&& 车体尺寸×870（mm）。&&& AGV负载能力：& 800KG。&&& AGV使用48V／100AH快速充电电池&&& 通讯方式为：无线局域网。&&& 导航方式为：惯性导航。3、AGV电气系统的构成AGV主要由车载控制器、伺服驱动系统、惯导系统、安全系统、供电系统、通讯系统和手动维护系统等部分构成。实现了AGV控制器的通用性与模块化，各功能模块性能稳定可靠且分工明确，即保证了AGV整体性能的灵活配置，又便于不同系统功能的扩充与维护。&惯导传感器的小误差会随时间累积成大误差，其误差大体上与时间成正比，因此需要不断进行修正。新松惯导AGV是多传感器数据融合的产物，包括高精度磁导航传感器、陀螺仪传感器、驱动轮码盘传感器，以及RFID传感器等。在工作过程中，我们采用RFID配合AGV车体及时进行纠偏，保证惯导系统的精度及可靠性，从而保证AGV系统按轨迹运行。RFID同时作为站点识别的载体，使AGV可以随时自动上线，不用人工输入站点的号码，在上线站点比较多的应用现场，为操作人员提供了便利，避免了人工输入错误的情况。4、 AGVS系统构成电气控制系统是物流系统中设备执行的控制核心，包含设备控制层和监控层。向上联接物流系统的调度计算机，接受物料的输送指令；向下联接输送设备实现底层输送设备的驱动、输送物料的检测与识别；完成物料输送及过程控制信息的传递。此外还提供内容丰富、形象生动的人机界面、安全保护措施和多种操作模式，辅助工作人员进行设备操作和维护。AGV通过控制台负责与立库管理计算机交换信息，根据所要输送铝箔托盘的信息生成AGV的运行任务，同时解决运行中多AGV之间的避碰问题。AGV控制台在调度管理过程中将AGV系统的状态反馈给仓库的中心控制管理系统。AGV控制台和各AGV之间组成无线局域网。AGV与控制台之间采用无线局域网进行信息交换。通过多个无线接入点的组合，覆盖AGV运行的区域，使AGV在跨越不同的区域时实现自动漫游，实现无缝连接。由于采用集中控制的方式，控制台将成为AGVS系统的核心。它与生产调度管理计算机系统留有接口，可以接受调度命令和报告AGV的运行情况。控制台应满足工业现场环境要求，有足够的运算速度和管理能力。控制台主要功能包括通讯管理、AGV运行状态、数据采集和运行状态显示。控制台在实时调度在线AGV的同时将在屏幕上显示系统工作状态，包括在线AGV的数量、位置(包括AGV处于的地标位置)状态、已完成的装配数量等。控制台负责AGV运行中的交通管理。保证运行中的AGV与AGV间不发生碰撞和AGV追尾等事故。控制台将对进入系统和退出系统的AGV进行管理，以保证系统安全运行。AGV调度管理系统采用集中调度管理方式，控制台根据生产管理系统下达的运输任务，AGV的工作状态、运行情况，通过通讯系统将命令和任务传递给被选中的AGV，被选中的AGV根据控制台的命令完成物料托盘的输送。任务完成后，AGV通知控制台任务完成情况，并回到待命位置，等待下一次任务。结束语惯性导航AGV在电子行业的应用，体现出了惯导系统的完全自主、不受干扰、不受虚假信号的影响等优势，体现了AGV的先进性、实用性、经济性、安全性、可靠性等特点，促进了系统的高效性和实用性。电子行业通过AGV输送系统的应用，替代了传统的用人工驱动小车的运输工作，促进了企业技术进步，改善了工人的工作环境条件，提高了自动化生产水平，有效地解放了劳动生产力，减轻了劳动强度，同时促进了企业人员素质、管理水平的提高，促进了企业的标准化、规范化、信息化的基础建设。当前位置： >>
惯性导航系统
惯性导航系统惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自 主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以 牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它 变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。 惯性导航系统（ 英语：INS ）惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解 算系统， 该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系， 根据加速度计输出解算出运载体在导航坐 标系中的速度和位置。 惯性导航系统（INS，Inertial Navigation System）也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外 部信息、也不向外部辐射能量（如无线电导航那样）的自主式导航系统。其工作环境不仅包 括空中、地面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测 量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够 得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。 惯性导航系统属于推算导航方式， 即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度 推算出其下一点的位置， 因而可连续测出运动体的当前位置。 惯性导航系统中的陀螺仪用来 形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角；加速 度计用来测量运动体的加速度， 经过对时间的一次积分得到速度， 速度再经过对时间的一次 积分即可得到距离。 惯性导航系统有如下优点：1、由于它是不依赖于任何外部信息，也不向外部辐射能量的自 主式系统，故隐蔽性好，也不受外界电磁干扰的影响；2、可全天候、全时间地工作于空中、 地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性 好而且噪声低；4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。 其缺点是：1、由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；2、每 次使用之前需要较长的初始对准时间；3、设备的价格较昂贵；4、不能给出时间信息。[1] 但惯导有固定的漂移率，这样会造成物体运动的误差，因此射程远的武器通常会采用指令、 GPS 等对惯导进行定时修正，以获取持续准确的位置参数。惯导系统目前已经发展出挠性 惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式。陀螺仪由传统的绕线陀螺发展到 静电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺等。激光陀螺测量动态范围宽，线性度好，性 能稳定，具有良好的温度稳定性和重复性，在高精度的应用领域中一直占据着主导位置。由 于科技进步，成本较低的光纤陀螺（FOG）和微机械陀螺（MEMS）精度越来越高，是未来 陀螺技术发展的方向。 分类捷联式惯性导航系统 解析式惯性导航系统 半解析式惯性导航系 编辑本段应用惯性导航系统用于各种运动机具中，包括飞机、潜[2]艇、航天飞机等运输工 具及导弹，然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。 惯性系统最先应用于火箭制导，美国火箭先驱罗伯特.戈达尔（ ROBERT GODDARD ）试 验了早期的陀螺系统。二战期间经德国人冯布劳恩改进应后，应用于 V-2 火箭 制导。战后 美国麻省理工学院等研究机构及人员对惯性制导进行深入研究， 从而发展成应用飞机、 火箭、 航天飞机、潜艇的现代惯性导航系统。 编辑本段惯性技术的重要性惯性技术是对载体进行导航的关键技术之一， 惯性技术是利用 惯性原理或其它有关 原理，自主测量和控制运载体运动过程的技术，它是惯性导航、惯性 制导、惯性测量和 惯性敏感器技术的总称。 现代惯性技术在各国政府雄厚资金的支持下，己经从最初的军 事应用渗透到民用领域。 惯性技术在国防装备技术中占有非常重要的地 位。 对于惯性制导的中远程导弹， 一 般说来命中精度 70%取决于制导系统的精度。对于 导弹核潜艇，由于潜航时间长，其位 置和速度是变化的，而这些数据是发射导弹的初始参 数，直接影响导弹的命中精度，因 而需要提供高精度位置、 速度和垂直对准信号。 目前 适用于潜艇的唯一导航设备就是惯 性导航系统。 惯性导航完全是依靠运载体自身设备独立 自主地进行导航， 不依赖外部信 息，具有隐蔽性好、工作不受气象条件和人为干扰影响的 优点， 而且精度高。 对于远程 巡航导弹， 惯性制导系统加上地图匹配技术或其它制导技术， 可保证它飞越几千公里之 后仍能以很高的精度击中目标。 惯性技术己经逐步推广到航天、 航空、航海、石油开发、大地测量、海洋调查、地 质钻控、机器人技术和铁路等领域，随 着新型惯性敏感器件的出现，惯性技术在汽车工 业、 医疗电子设备中都得到了应用。 因 此惯性技术不仅在国防现代化中占有十分重要的 地位，在国民经济各个领域中也日益显示 出它的巨大作用。 编辑本段惯性技术的发展从广义上讲从起始点将航行载体引导到目的地的过程统称为导航。 从狭义上讲导航 是指给航行载体提供实时的姿态、 速度和位置信息的技术和方法。 早期 人们依靠地磁场、 星光、太阳高度等天文、地理方法获取定位、定向信息，随着科学技术 的发展，无线电 导航、惯性导航和卫星导航等技术相继问世，在军事、民用等领域广泛应 用。 其中， 性导航是使用装载在运载体上的陀螺仪和加速度计来测定运载体姿态、 速度、 惯 位置等信 息的技术方法。实现惯性导航的软、硬件设备称为惯性导航系统，简称惯导系统。 捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System，简写 SINS)是将 加速度计和陀 螺仪直接安装在载体上， 在计算机中实时计算姿态矩阵， 即计算出载体坐 标系与导航坐 标系之间的关系， 从而把载体坐标系的加速度计信息转换为导航坐标系下 的信息， 然后进 行导航计算。由于其具有可靠性高、功能强、重量轻、成本低、精度高 以及使用灵活等优 点，使得 SINS 已经成为当今惯性导航系统发展的主流。捷联惯性测 量组件(Inertial Measurement Unit，简写 IMU)是惯导系统的核心组件，IMU 的输出信 息的精度在很大程 度上决定了系统的精度。 陀螺仪和加速度计是惯性导航系统中不可缺 少的核心测量器件。 现代高精度的惯性导航系 统对所采用的陀螺仪和加速度计提出了很 高的要求， 因为陀螺仪的漂移误差和加速度计的 零位偏值是影响惯导系统精度的最直接 的和最重要的因素， 因此如何改善惯性器件的性能， 提高惯性组件的测量精度， 特别是 陀螺仪的测量精度， 一直是惯性导航领域研究的重点。陀 螺仪的发展经历了几个阶段。 最初的滚珠轴承式陀螺， 其漂移速率为(l-2)°/h， 通过攻 克惯性仪表支撑技术而发展起来的气浮、液浮和磁浮陀螺仪，其精度可以达到 0.001°/h， 而静电支撑陀螺的精度可优于 0.0001°/h。从 60 年代开始，挠性陀螺的 研制工作开始起 步，其漂移精度优于 0.05°/h 量级，最好的水平可以达到 0.001°/h。 1960 年激光陀螺首次研制成功， 标志着光学陀螺开始主宰陀螺市场。 目前激光陀螺的 零偏 稳定性最高可达 0.0005°/h，激光陀螺面临的最大问题是其制造工艺比较复杂， 因而造成 成本偏高， 同时其体积和重量也偏大， 这一方面在一定程度上限制了其在某些 领域的发 展应用， 另一方面也促使激光陀螺向低成本、 小型化以及三轴整体式方向发展。 而另一 种光学陀螺-光纤陀螺不但具有激光陀螺的很多优点， 而且还具有制造工艺简单、 成本低 和重量轻等特点，目前正成为发展最快的一种光学陀螺 编辑本段我国发展我国的惯导技术近年来已经取得了长足进步，液浮陀螺平台惯性导航系 统、 动力调谐陀螺四轴平台系统已相继应用于长征系列运载火箭。 其他各类小型化捷联惯导、 光纤陀螺惯导、 激光陀螺惯导以及匹配 GPS 修正的惯导装置等也已经大量应用于战术制导 武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。如漂移率 0.01°~0.02°/h 的新型激光陀螺捷 联系统在新型战机上试飞，漂移率 0.05°/h 以下的光纤陀螺、捷联惯导在舰艇、潜艇上的应用， 以及小型化挠性捷联惯导在各类导弹制导武器上的应用， 都极大的改善了我军装备的 性能。
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什么是惯性导航？
惯性导航是指通过测量飞行器的加速度，自动进行积分运算，获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。组成惯性导航系统的设备都安装在飞行器内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。
惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪，又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪测量飞行器的三个转动运动，3个加速度计测量飞行器的3个平移运动的加速度；计算机根据测量的各种信息，计算出飞机的速度和位置数据；显示器显示各种导航参数。按照惯性导航组合在飞行器上的安装方式，可以分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统。前者安装在惯性平台的台体上，计算量小、精度高，但结构复杂、占用面积大；后者直接安装在飞行器上，结构简单、体积小，但由于工作条件不佳，仪表的精度会有所降低。牛顿力学是惯性导航的理论基础。1942年，德国在V-2火箭上首先应用了惯性导航原理。1954年，惯性导航系统在飞机上试飞成功。1958年，“舡鱼”号潜艇依靠惯性导航穿越北极在冰下航行长达21天。
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惯性导航系统（INS
惯性导航系统（INS，以下简称惯导）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
惯性导航系统（ 英语：INS ）惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系，根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。
惯性导航系统（INS，Inertial Navigation System）也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量（如无线电导航那样）的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
惯性导航系统属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度，经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。
惯性导航系统有如下优点：1、由于它是不依赖于任何外部信息，也不向外部辐射能量的自主式系统，故隐蔽性好，也不受外界电磁干扰的影响；2、可全天候、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下；3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低；4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。
其缺点是：1、由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；2、每次使用之前需要较长的初始对准时间；3、设备的价格较昂贵；4、不能给出时间信息。[1]
但惯导有固定的漂移率，这样会造成物体运动的误差，因此射程远的武器通常会采用指令、GPS等对惯导进行定时修正，以获取持续准确的位置参数。惯导系统目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式。陀螺仪由传统的绕线陀螺发展到静电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺等。激光陀螺测量动态范围宽，线性度好，性能稳定，具有良好的温度稳定性和重复性，在高精度的应用领域中一直占据着主导位置。由于科技进步，成本较低的光纤陀螺（FOG）和微机械陀螺（MEMS）精度越来越高，是未来陀螺技术发展的方向。
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惯性导航系统(INS，以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的
惯性导航系统(INS，以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。中文名称：惯性导航系统外文名称：INS基 础：以牛顿力学定律为基础类 型：导航参数解算系统工作环境：包括空中、地面、在水下定义惯性导航系统( 英语:INS )惯性导航系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系，根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。简介惯性导航系统(INS，Inertial Navigation System)也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。惯性导航系统属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角;加速度计用来测量运动体的加速度，经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。优点惯性导航系统有如下优点:1、由于它是不依赖于任何外部信息，也不向外部辐射能量的自主式系统，故隐蔽性好，也不受外界电磁干扰的影响;2、可全天候、全时间地工作于空中、地球表面乃至水下;3、能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低;4、数据更新率高、短期精度和稳定性好。缺点其缺点是:1、由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差;2、每次使用之前需要较长的初始对准时间;3、设备的价格较昂贵;4、不能给出时间信息。但惯导有固定的漂移率，这样会造成物体运动的误差，因此射程远的武器通常会采用指令、GPS等对惯导进行定时修正，以获取持续准确的位置参数。惯导系统目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式。陀螺仪由传统的绕线陀螺发展到静电陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺等。激光陀螺测量动态范围宽，线性度好，性能稳定，具有良好的温度稳定性和重复性，在高精度的应用领域中一直占据着主导位置。由于科技进步，成本较低的光纤陀螺(FOG)和微机械陀螺(MEMS)精度越来越高，是未来陀螺技术发展的方向。分类1.捷联式惯性导航系统2.解析式惯性导航系统3.半解析式惯性导航系应用惯性导航系统用于各种运动机具中，包括飞机、潜艇、航天飞机等运输工具及导弹，然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。惯性系统最先应用于火箭制导，美国火箭先驱罗伯特.戈达尔( ROBERT GODDARD )试验了早期的陀螺系统。二战期间经德国人冯布劳恩改进应后，应用于 V-2火箭 制导。战后美国麻省理工学院等研究机构及人员对惯性制导进行深入研究，从而发展成应用飞机、火箭、航天飞机、潜艇的现代惯性导航系统。重要性惯性技术是对载体进行导航的关键技术之一， 惯性技术是利用惯性原理或其它有关 原理，自主测量和控制运载体运动过程的技术，它是惯性导航、惯性制导、惯性测量和 惯性敏感器技术的总称。 现代惯性技术在各国政府雄厚资金的支持下， 己经从最初的军 事应用渗透到民用领域。 惯性技术在国防装备技术中占有非常重要的地位。 对于惯性制导的中远程导弹， 一 般说来命中精度 70%取决于制导系统的精度。对于导弹核潜艇，由于潜航时间长，其位 置和速度是变化的，而这些数据是发射导弹的初始参数，直接影响导弹的命中精度，因 而需要提供高精度位置、 速度和垂直对准信号。 目前适用于潜艇的唯一导航设备就是惯 性导航系统。 惯性导航完全是依靠运载体自身设备独立自主地进行导航， 不依赖外部信 息，具有隐蔽性好、工作不受气象条件和人为干扰影响的优点，而且精度高。对于远程 巡航导弹， 惯性制导系统加上地图匹配技术或其它制导技术， 可保证它飞越几千公里之 后仍能以很高的精度击中目标。 惯性技术己经逐步推广到航天、航空、航海、石油开发、大地测量、海洋调查、地 质钻控、机器人技术和铁路等领域，随着新型惯性敏感器件的出现，惯性技术在汽车工 业、 医疗电子设备中都得到了应用。 因此惯性技术不仅在国防现代化中占有十分重要的 地位，在国民经济各个领域中也日益显示出它的巨大作用。发展从广义上讲从起始点将航行载体引导到目的地的过程统称为导航。 从狭义上讲导航 是指给航行载体提供实时的姿态、 速度和位置信息的技术和方法。 早期人们依靠地磁场、 星光、太阳高度等天文、地理方法获取定位、定向信息，随着科学技术的发展，无线电 导航、惯性导航和卫星导航等技术相继问世，在军事、民用等领域广泛应用。其中，惯 性导航是使用装载在运载体上的陀螺仪和加速度计来测定运载体姿态、 速度、 位置等信 息的技术方法。实现惯性导航的软、硬件设备称为惯性导航系统，简称惯导系统。捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System，简写 SINS)是将 加速度计和陀螺仪直接安装在载体上， 在计算机中实时计算姿态矩阵， 即计算出载体坐 标系与导航坐标系之间的关系， 从而把载体坐标系的加速度计信息转换为导航坐标系下 的信息，然后进行导航计算。由于其具有可靠性高、功能强、重量轻、成本低、精度高 以及使用灵活等优点，使得 SINS 已经成为当今惯性导航系统发展的主流。捷联惯性测 量组件(Inertial Measurement Unit，简写 IMU)是惯导系统的核心组件，IMU 的输出信 息的精度在很大程度上决定了系统的精度。陀螺仪和加速度计是惯性导航系统中不可缺 少的核心测量器件。 现代高精度的惯性导航系统对所采用的陀螺仪和加速度计提出了很 高的要求， 因为陀螺仪的漂移误差和加速度计的零位偏值是影响惯导系统精度的最直接 的和最重要的因素，因此如何改善惯性器件的性能，提高惯性组件的测量精度，特别是 陀螺仪的测量精度，一直是惯性导航领域研究的重点。 陀螺仪的发展经历了几个阶段。 最初的滚珠轴承式陀螺， 其漂移速率为(l-2)°/h， 通过攻克惯性仪表支撑技术而发展起来的气浮、液浮和磁浮陀螺仪，其精度可以达到 0.001°/h，而静电支撑陀螺的精度可优于 0.;/h。从 60 年代开始，挠性陀螺的 研制工作开始起步，其漂移精度优于 0.05°/h 量级，最好的水平可以达到 0.001°/h。1960 年激光陀螺首次研制成功，标志着光学陀螺开始主宰陀螺市场。目前激光陀螺的 零偏稳定性最高可达 0.;/h，激光陀螺面临的最大问题是其制造工艺比较复杂， 因而造成成本偏高， 同时其体积和重量也偏大， 这一方面在一定程度上限制了其在某些 领域的发展应用， 另一方面也促使激光陀螺向低成本、 小型化以及三轴整体式方向发展。 而另一种光学陀螺-光纤陀螺不但具有激光陀螺的很多优点， 而且还具有制造工艺简单、 成本低和重量轻等特点，目前正成为发展最快的一种光学陀螺我国发展我国的惯导技术近年来已经取得了长足进步，液浮陀螺平台惯性导航系统、动力调谐陀螺四轴平台系统已相继应用于长征系列运载火箭。其他各类小型化捷联惯导、光纤陀螺惯导、 激光陀螺惯导以及匹配GPS修正的惯导装置等也已经大量应用于战术制导武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。如漂移率0.01°~0.02°/h 的新型激光陀螺捷联系统在新型战机上试飞，漂移率0.05°/h 以下的光纤陀螺、捷联惯导在舰艇、潜艇上的应用，以及小型化挠性捷联惯导在各类导弹制导武器上
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3、设备的价格较昂贵;，这是关键，这才是真正高科技产品的价值所在，军工产品，飞机，军舰，导弹，不用无线网络，
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