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慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展比較早，采用純計算的方式來導(dǎo)航定位。即使在GPS、北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航廣泛應(yīng)用的今天，慣性導(dǎo)航依然在諸多導(dǎo)航系統(tǒng)中牢牢的占據(jù)一席之地。

1、慣性導(dǎo)航的理論依據(jù)

說到慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的理論依據(jù)，那就不得不提牛頓對慣性導(dǎo)航的貢獻(xiàn)。慣性導(dǎo)航里用到的兩個重要工具：牛頓第二定律和微積分都與牛頓有著密不可分的聯(lián)系。

牛頓第二定律告訴我們：dv/dt=a，而路程與時間的關(guān)系也顯而易見：ds/dt=v,這樣就將路程與加速度聯(lián)系在了一起。路程與速度都不能直接測量，但加速度可以，只要有加速度，就能知道每時每刻的路程了。

但是現(xiàn)實情況不是一維，而是三維立體空間。怎么辦呢？這時候我們需要知道角度的變化情況。因此，我們還需要一個角度加速度計（陀螺儀）。陀螺儀的發(fā)明也離不開牛頓的功勞，正是他研究了高速旋轉(zhuǎn)剛體的力學(xué)問題，才為后人提供了發(fā)明陀螺儀的理論研究。陀螺儀再加上加速度計，就是慣性導(dǎo)航的傳感器部分了。

這樣，運(yùn)動路徑就和傳感器可測得的加速度、角加速度這兩個量聯(lián)系在了一起。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)就是通過測量這兩個瞬時變量，在經(jīng)過一系列公式運(yùn)算，就可以將運(yùn)動路徑完完整整的計算出來了。

2、慣性導(dǎo)航的優(yōu)勢

（1）慣性導(dǎo)航定位不需要外源信息

慣性導(dǎo)航可以說是個老古董了，但在今天其地位依舊不可動搖。不管是衛(wèi)星導(dǎo)航，還是無線電導(dǎo)航，都受限于外源信息。一旦衛(wèi)星不可用，沒有了導(dǎo)航臺，那么這些導(dǎo)航系統(tǒng)就完全癱瘓了。

但慣性導(dǎo)航完全不需要借助外源的信息。它用于計算的初始數(shù)據(jù)來自自身，既不受外界干擾影響，也不向外發(fā)送任何信號，更不用借助任何其他設(shè)備，所以慣性導(dǎo)航系統(tǒng)多用于軍事上。

（2）慣性導(dǎo)航定位的連續(xù)性

其他的導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位時是一個個點(diǎn)，而慣性導(dǎo)航的地位卻是連續(xù)的曲線，這也是一大優(yōu)勢。

3、慣性導(dǎo)航的局限

而之所以會出現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航，還是因為慣性導(dǎo)航的確定了。比起其他導(dǎo)航，慣性導(dǎo)航有一個較大的局限：積累誤差。MCU的運(yùn)算都是量化的，難免會有誤差，而慣性導(dǎo)航更是持續(xù)計算，積累起來的誤差有時會達(dá)到不可接受的地步，解決這個問題的辦法通常就是補(bǔ)償和修正：每隔一段時間重新調(diào)整一下位置、速度、角速度這些量進(jìn)行校正。

4、慣性導(dǎo)航的應(yīng)用前景

慣性導(dǎo)航在現(xiàn)在應(yīng)用較多的是把慣性導(dǎo)航和GPS、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航結(jié)合在一起，做成組合導(dǎo)航來使用。比如GPS/北斗+慣性導(dǎo)航一體車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)。

這樣，在外界比較開放的環(huán)境中，可以使用GPS、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航和定位；在樹蔭下、高樓群、高架橋、山間隧道、地下停車場等衛(wèi)星信號較弱甚至消失的場合，可以自動切換至慣性導(dǎo)航系統(tǒng)來提供精準(zhǔn)的導(dǎo)航和定位信息。

標(biāo)簽： 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)