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惯性制导工作原理是怎样的?

归档日期:09-16       文本归类:惯性制导      文章编辑:爱尚语录

  基于物体运动的惯性现象,采用陀螺仪、加速度表等惯性仪表测量和确定导弹运动参数,控制导弹飞向目标的一种制导系统。导弹上的计算机根据发射瞬间弹的位置、速度、惯性仪表的输出和给定的目标位置,实时形成姿态控制、发动机关机等制导指令,传输给执行机构,控制导弹命中目标。根据力学原理,加速度表测得的是导弹视加速度ω,它与导弹的加速度ɑ 满足导航方程:

  式中ɡ 是地球引力加速度,它是导弹位置的函数,可按一定的引力模型计算。在选定的惯性参考系中实时解算上述导航方程,得出导弹速度和位置的计算,称为导航计算。因为每个加速度表只能测得导弹视加速度在其安装方向上的分量,故采用在空间不同方向安装的三个加速度表构成一个加速度表组合,测出完整的视加速度矢量ω。

  惯性测量装置按照仪表的组合方式,分为平台式和捷联式。平台式惯性测量装置,是利用陀螺仪将平台稳定于惯性空间,加速度表组合固连在平台上。在制导过程中,加速度表组合与惯性参考系间的角度关系保持不变,因而导航计算简单。平台隔离弹体的角运动和振动,能使加速度表在较好的环境里工作,并具有初始对准容易实现等优点。因此,平台式惯性测量装置为地地弹道导弹所广泛采用。捷联式惯性测量装置,是将加速度表组合固连在弹体上,因而加速度表组合与惯性参考系间的角度随弹体姿态变化而变化。采用陀螺仪作为角位移或角速度传感器,测出或算出加速度表组合相对惯性参考系的角度,再用计算机将加速度表组合的测量值转换到惯性参考系。捷联式导航计算较复杂,仪表受弹体振动影响较大,但具有设备简单、可靠性高、采用冗余技术容易等优点。因此,随着微型计算机的发展,越来越受到重视。

  陀螺,转起来,在一维方向上,具有很强的稳定性。以这一维为基础数据,配合其他测量感性数据,比如指南、高度、气压等,就能实现在三维空间里的定位和计算。

  这个就叫惯性制导。刚开始,惯性制导一般都是机械式的,数据误差很大,制导精度不高,上世纪80年代,西方一些国家开始实验用其他模拟方式来代替机械陀螺仪,好象最后不成功,不过,后来,其他的一些制导方式随着电脑微型化后,逐渐成熟,开始代替了惯性制导方式。

  惯性制导,是一种机械制导方式,精度较差,但抗干扰能力好,可靠性高,所以绝大多数的战略核武器,都采用惯性制导或者将惯性制导方式作为最后的保险后备制导方式。高精度的惯性制导核心部件——陀螺仪,只有机械加工能力很发达的工业大国才能批量生产。

  其他的一些制导方式包括、无线电制导(含收发雷达制导)、红外制导(含激光制导)、电视制导、GPS制导等

  将上述制导方式中的2-3个合到一起用,就称为复合制导。一般经典的标准复合制导方式有 惯性制导+无线电制导,这是古典派的做法。

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