接下来为大家讲解激光惯导设备,以及激光惯导定位精度涉及的相关信息,愿对你有所帮助。
惯导系统的输出量就是倾角和加速度值。激光陀螺捷联,指的是其中一种惯导的工作方式,不影响基本原理。
例如,新型战机上试飞的激光陀螺捷联系统,其漂移率已降至0.01°~0.02°/h,这显著提升了导航精度。在舰艇和潜艇上,漂移率低于0.05°/h 的光纤陀螺和捷联惯导系统的应用,进一步提高了作战效率。而小型挠性捷联惯导在导弹制导武器上的应用,对于装备的精确性和稳定性具有重要意义。
光纤陀螺实际上是激光陀螺中的一种,其原理与环型激光陀螺相同,克服了因激光陀螺闭锁带来的负效应,具有检测灵敏度和分辨率极高(可达10-7rad/s)、启动时间极短(原理上可瞬间启动)、动态范围极宽、结构简单、零部件少体积小、造价低、可靠性高等优点。
利用惯导系统测量比力的基本原理是将重力传感器(加速度计)稳定在当地地理坐标系,重力传感器可测得比力的三个分量。对于平台惯导系统,***用的是物理平台,通过反馈控制直接使平台稳定在当地地理坐标系。
其工作原理为在闭合光路中,由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光发生干涉,利用检测相位差或干涉条纹的变化,可以测出闭合光路旋转角速度。
如1982年英阿马岛海战中,阿根廷空军的“超军旗”飞机发射的“飞鱼”导弹成功命中目标,展示了激光陀螺在导弹制导中的作用。2011年叙利亚争端中,美国、俄罗斯等国使用的装有激光陀螺的武器也发挥了关键作用。
此外,激光陀螺在军事领域也发挥着重要作用。在导弹、潜艇、无人机等武器装备中,激光陀螺能够提供精确的导航和定位信息,确保武器系统的精确打击能力。同时,由于激光陀螺具有自主导航的特点,它还能在GPS信号***扰或遮蔽的情况下,为军事行动提供关键的导航支持。
光电对抗包括武器平台及其它重要军事设施的防卫(自卫),和对敌方侦察卫星等光电装备进行的先发制人的干扰和压制。常用的有激光警告器、激光干扰机、红外诱饵弹、红外干扰弹、烟幕或水幕、激光防护镜、红外隐身服等。
激光陀螺仪的引入,不仅提高了飞行器导航的精度和可靠性,还大大提升了雷达和制导系统的性能,成为了现代科技不可或缺的一部分。目前,激光陀螺仪已被广泛应用于导航、雷达和制导等领域,其影响力不容忽视。
作为飞行器惯导系统核心的惯性器件,在国防科学技术和国民经济的许多领域中占有十分重要的地位。激光陀螺仪花费了很长时间和大量投资解决了闭锁问题,直到80 年代初才研制出飞机导航级仪表,此后就迅速应用于飞机和直升机,取代了动力调谐陀螺和积分机械陀螺仪。已广泛用于导航、雷达和制导等领域。
优点:激光陀螺仪精度高。两种都是光学陀螺仪,都是基于萨格奈克效应。不同的是一个在光纤中传播,一个在谐振腔中传播。光纤成本低,但是易受温度变化造成的热胀冷缩不均以及缠绕时张力变化影响。
激光陀螺仪通过光在谐振腔中的旋转来检测角速度变化,由于谐振腔设计精密,外界干扰对其影响较小,因此具有较高的精度。相比之下,光纤陀螺仪则利用光在光纤中的传播来测量角速度,光纤本身的成本较低,但光纤在温度变化或受到物理张力影响时,可能会产生附加的光程变化,导致测量误差。
若闭锁阈值设定不合理,将会影响激光陀螺仪的性能指标,如线性度和稳定性。综上所述,激光陀螺仪技术难点主要集中在漂移、噪声和闭锁阈值的控制与优化,需要研发团队在材料选择、设计制造、系统集成等多个环节进行深入研究和技术创新,以克服这些技术挑战,实现激光陀螺仪性能的全面提升。
惯性导航是一种自主式导航系统其特点如下:惯性导航不依赖于外部信息,也不向外部辐射能量,具有较强的独立性,隐蔽性好且不受外界电磁干扰的影响。
它主要特点是自主性强,不依赖于任何外部平台,直接将陀螺仪和加速度计安装在飞行器上,这显著减少了系统体积、重量,降低了制造成本并简化了维护过程。然而,这样的设计也带来挑战,即陀螺仪和加速度计需要承受飞行器的振动、冲击和角运动,这就对这些传感器的稳定性提出了高要求。
惯性导航系统(INS)则依赖于载体内部的惯性测量设备,如加速度计和陀螺仪,能自主提供载体的姿态和位置信息。INS具备极强的保密性,且机动性高,能输出多参数,但其主要问题是误差会随时间逐渐累积,导致导航精度逐渐下降,不能长期独立工作,需要定期校准。
惯性导航的含义是,事先给导弹计算机里输入导弹飞行的路线,飞行过程中根据它自己带的仪器不断测定位置,与已安排好的路线比较,如果发现偏离了预定路线,自己可以纠正偏差,使得它符合事先设置的路线。但是惯性制导也有缺陷,由于仪器也有误差,当飞的时间比较久,距离很长时,误差就会积累,越来越大。
此系统进一步凸显了捷联式惯性导航系统结构简单、可靠性高、体积小、重量轻、造价低的优势。
惯性导航在实现过程中,惯性系统既不向载体外部发送信号,也不接收来自外部的信号,是一种完全自主的导航。
飞机导航主要依靠惯性导航系统(惯导)和无线电导航系统。无线电导航系统包括甚高频全向信标VOR、测距机DME、自动定向机ADF以及GPS卫星导航等。航路上主要利用VOR/DME地面信标台实行RNAV区域导航,一些小型机场则使用NDB台实行ADF导航。惯导和GPS能够提供飞机的位置信息。
惯导和无线电导航都有。其中无线电导航包括甚高频全向信标VOR、测距机DME、自动定向机ADF、GPS卫星导航等等。航路上主要使用VOR/DME地面信标台实行RNAV区域导航,一些小机场使用NDB台实行ADF导航。惯导和GPS可以提供飞机位置信息。惯导一般民航客机都是有的,GPS不一定都有。
航电系统是飞机的大脑,负责处理飞行中的各种信息。它包括GPS导航设备,用于提供精确的位置信息;惯性导航单元(IRU),确保飞行路径的稳定性和准确性;测距机(DME)和VOR系统,用于确定飞行距离和方向。 通信系统是飞机与地面和其他飞机交流的桥梁。
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