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隨著無(wú)人機(jī)等飛行器技術(shù)的日益發(fā)展，對(duì)飛行器的全方位控制也就成為了人們新追求的目標(biāo)。以前較常用的一種技術(shù)稱(chēng)為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，是一個(gè)根據(jù)陀螺儀和加速度計(jì)來(lái)測(cè)量飛行器的角速度和加速度，并以此估算出飛行器的速度、位置和姿態(tài)等信息的系統(tǒng)。不過(guò)由于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)依然存在不少缺陷，因此研究人員在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出新型系統(tǒng)——航姿參考系統(tǒng)（ＡＨＲＳ）。

航姿導(dǎo)航系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

從硬件構(gòu)成上來(lái)看，航姿參考系統(tǒng)主要包括基于ＭＥＭＳ的三軸陀螺儀，加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)。單軸的陀螺儀只能測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向的角速度，在復(fù)雜飛行軌跡情況下，兩個(gè)方向的表示顯然不滿(mǎn)足實(shí)際需要，因此使用的是三軸陀螺儀，可以表示六個(gè)不同方向的角速度。加速度計(jì)對(duì)環(huán)境要求較大，有較好的偏差穩(wěn)定性。磁強(qiáng)計(jì)時(shí)航姿參考系統(tǒng)上獨(dú)有的器件，主要是測(cè)量地磁場(chǎng)的方向和大小，從而進(jìn)一步估算飛行器地理位置的相關(guān)參數(shù)。

航姿參考系統(tǒng)相較慣性參考系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

慣性參考系統(tǒng)的加速度計(jì)只能在慣性參考系中測(cè)量飛行器的線加速度，這個(gè)線加速度是相對(duì)于飛行器運(yùn)動(dòng)方向的，但是由于飛行器自身的運(yùn)動(dòng)方向并不已知，那么此時(shí)測(cè)量的加速度的大小已知，但方向未知，需要進(jìn)一步判斷才能得出其相對(duì)于地面的方向。航姿參考系統(tǒng)可以先利用三軸陀螺儀來(lái)判斷出飛行器此時(shí)的角速度的方向，因?yàn)樗梢员硎玖鶄€(gè)方向，所以空間中的復(fù)雜角度也相應(yīng)的表示。這個(gè)方向的就是飛行器的實(shí)際飛行方向。

另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是航姿參考系統(tǒng)中裝載的磁強(qiáng)計(jì)，它可以在復(fù)雜的飛行運(yùn)動(dòng)中檢測(cè)出此處地磁場(chǎng)的大小和方向。我們都知道，地球表面的不同經(jīng)緯度處的磁場(chǎng)強(qiáng)弱不同，根據(jù)測(cè)量出的磁場(chǎng)大小和方向可以估算出此處的地理位置信息，結(jié)合其他測(cè)量的信息并可以加大測(cè)量的精確度。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中由傳感器導(dǎo)致的小誤差會(huì)隨著時(shí)間不斷積累，最后變成嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果的大誤差，其誤差大小基本與時(shí)間成正比。如果對(duì)初始小誤差不加以修正，那么最終的大誤差勢(shì)必難以修正了。航姿參考系統(tǒng)中具有對(duì)小誤差進(jìn)行處理的的算法，它可以在誤差產(chǎn)生之初便加以處理。

航姿參考系統(tǒng)的實(shí)際可行性

航姿參考系統(tǒng)可以為飛行器提供精確的飛行器狀態(tài)信息和地理位置信息，為精準(zhǔn)飛行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。此外，它還具有耗電低、誤差低、體積小、隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，非常適合現(xiàn)有以及未來(lái)的飛行器技術(shù)上。航姿參考系統(tǒng)，已經(jīng)成為飛行器的最佳助手。

標(biāo)簽： 航姿參考系統(tǒng)