《慣性導(dǎo)航簡(jiǎn)介》

《慣性導(dǎo)航簡(jiǎn)介》

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1、慣性導(dǎo)航簡(jiǎn)介——《導(dǎo)航概論》課程論文專業(yè):測(cè)繪工程A組姓名:師嘉奇學(xué)號(hào):91一.摘要與關(guān)鍵字1.本文摘要:本文主要對(duì)導(dǎo)航工程的基本內(nèi)涵,方法與原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,主要介紹有關(guān)慣性導(dǎo)航的相關(guān)內(nèi)容,并且根據(jù)在本學(xué)期《導(dǎo)航概論》這門課程上所學(xué)習(xí)的內(nèi)容談一談自己對(duì)導(dǎo)航應(yīng)用的設(shè)想以及對(duì)本課程教學(xué)的建議。2.關(guān)鍵字:慣性導(dǎo)航,定位技術(shù),應(yīng)用與服務(wù),發(fā)展與前景二.導(dǎo)航工程基本內(nèi)涵導(dǎo)航定位的歷史與人類自身發(fā)展的歷史一樣久遠(yuǎn)。人類的導(dǎo)航定位活動(dòng)源自于其生活和生產(chǎn)的需要。陸地上的導(dǎo)航定位最早發(fā)生在人類祖先外出尋找食物或狩獵的過(guò)程中,那時(shí),他們

2、通常在沿途設(shè)置一些特殊的“標(biāo)記”來(lái)解決回家迷路的問(wèn)題。隨著探索遙遠(yuǎn)地域的愿望與行動(dòng)的出現(xiàn),他們則通過(guò)觀察和利用自然地標(biāo)(如山峰、河流、樹木、巖石等)以及自然天體(恒星)來(lái)解決導(dǎo)航定位問(wèn)題這也使得他們能夠翻越高山、跨越河流。談到導(dǎo)航,很多人會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)在近現(xiàn)代才提出的詞匯,但是,導(dǎo)航的歷史已經(jīng)非常久遠(yuǎn)了。從古代黃帝作戰(zhàn)使用的指南車,到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的司南,從近代航海使用的指南針,再到當(dāng)今社會(huì)人手一部的智能手機(jī),導(dǎo)航已經(jīng)有了很悠久的歷史。那么,導(dǎo)航工程的基本內(nèi)涵到底是什么呢?首先,我們可以通過(guò)兩個(gè)英文的句子來(lái)大概了解一下到底什么

3、是導(dǎo)航“whenamI?”和“Howandwhentogetthere?”,這兩個(gè)問(wèn)題問(wèn)的是我現(xiàn)在在哪?我要怎么到那里去?它們也指出了導(dǎo)航的內(nèi)涵,那就是在哪,怎樣去,多久到達(dá)。因此,通過(guò)科學(xué)的定義,將航行載體從起始點(diǎn)引導(dǎo)到目的地的過(guò)程稱為導(dǎo)航,導(dǎo)航系統(tǒng)給出的基本參數(shù)是載體在空間的即時(shí)位置、速度和姿態(tài)、航向等,導(dǎo)航參數(shù)的確定由導(dǎo)航儀或?qū)Ш较到y(tǒng)完成。通過(guò)這種技術(shù)引導(dǎo)載體方向的過(guò)程即為導(dǎo)航。導(dǎo)航是解決人,事件,目標(biāo)相互位置動(dòng)態(tài)關(guān)系隨時(shí)間變化的科學(xué),技術(shù),工程問(wèn)題。在室外或者自然環(huán)境中的導(dǎo)航,按照載體運(yùn)動(dòng)的范圍,可分為海陸空天(

4、海洋、陸地、空中、空間)導(dǎo)航四類;按照所采用的技術(shù),常用的導(dǎo)航方法有,天文導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、陸基無(wú)線電導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、特征匹配輔助導(dǎo)航(如地形匹配、地磁匹配、重力匹配)等,以及上述導(dǎo)航方法之間的不同組合(組合導(dǎo)航)。室內(nèi)定位導(dǎo)航作為當(dāng)今導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的個(gè)重要分支,它借鑒室外導(dǎo)航的相關(guān)技術(shù),同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展,已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)并在人們?nèi)粘9ぷ骱蜕钪兄鸩降玫綉?yīng)用。室內(nèi)導(dǎo)航與自然環(huán)境中的導(dǎo)航既有聯(lián)系又有其自身的特點(diǎn),其主要差異是來(lái)自于應(yīng)用環(huán)境及所采用的技術(shù)方法不同。導(dǎo)航系統(tǒng)

5、有兩種工作狀態(tài):指示狀態(tài)和自動(dòng)導(dǎo)航狀態(tài)。如導(dǎo)航設(shè)備提供的導(dǎo)航信息僅供駕駛員操縱和引導(dǎo)載體用,則導(dǎo)航系統(tǒng)工作為指示狀態(tài),在指示狀態(tài)下,導(dǎo)航系統(tǒng)不直接對(duì)載體進(jìn)行控制,如果導(dǎo)航系統(tǒng)直接提供信息給載體的自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng),由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)操縱和引導(dǎo)載體,則導(dǎo)航系統(tǒng)工作于自動(dòng)導(dǎo)航狀態(tài)。在這兩種工作狀態(tài)下,導(dǎo)航系統(tǒng)的作用都只是提供導(dǎo)航參數(shù),“導(dǎo)航”的含義也側(cè)重于測(cè)量和提供參數(shù)。導(dǎo)航有很多種技術(shù)途徑,如無(wú)線電導(dǎo)航,天文導(dǎo)航,慣性導(dǎo)航等可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的導(dǎo)航任務(wù),在這些導(dǎo)航技術(shù)中,慣性導(dǎo)航占有特殊的地位,慣性導(dǎo)航具有高度自主的突出優(yōu)點(diǎn),以牛頓力學(xué)

6、為理論基礎(chǔ),只依靠安裝在載體內(nèi)的慣性測(cè)量傳感器陀螺,加速度計(jì)和相應(yīng)的配套裝置建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系,進(jìn)而獲得載體的加速度,推算速度位置等導(dǎo)航參數(shù)。另外,現(xiàn)代運(yùn)載體的高精度、長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)程導(dǎo)航等導(dǎo)航要求不斷提高,單純慣性導(dǎo)航不能完全滿足,采用現(xiàn)代控制理論信息融合方法,以軟硬件迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)為計(jì)算工具,將慣導(dǎo)系統(tǒng)和其他導(dǎo)航系統(tǒng)綜合,構(gòu)成以慣性導(dǎo)航為主,其他導(dǎo)航手段為輔的組合導(dǎo)航系統(tǒng),應(yīng)用日益廣泛。以制導(dǎo)技術(shù)為例,制導(dǎo)技術(shù)可以分為航路規(guī)劃和目標(biāo)跟隨兩部分,其中航路規(guī)劃是根據(jù)地理參考系,物體所在的位置和目標(biāo)方位計(jì)算物體到達(dá)目的地的合理路

7、徑,目標(biāo)跟隨是通過(guò)導(dǎo)引系統(tǒng)測(cè)量物體與目標(biāo)相對(duì)位置,計(jì)算導(dǎo)航參數(shù),最后到達(dá)目標(biāo)的過(guò)程。在當(dāng)今社會(huì),制導(dǎo)技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然,談到導(dǎo)航,也不完全都是高科技,在我們的身邊,就有非常多的導(dǎo)航原理的應(yīng)用,以動(dòng)物界的導(dǎo)航現(xiàn)象為例,動(dòng)物界存在著主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種導(dǎo)航的方式,具體來(lái)說(shuō),例如蝙蝠采用回波定位的方式進(jìn)行導(dǎo)航,沙蟻通過(guò)偏振光導(dǎo)航,信鴿則采用的是地磁導(dǎo)航;當(dāng)然,作為高等生物的人類,也具有很強(qiáng)的導(dǎo)航能力,人們通過(guò)太陽(yáng)高度角認(rèn)識(shí)季節(jié),通過(guò)晝夜交替判斷時(shí)間,通過(guò)日出日落判斷東南西北,在人類的身體中,具有位置細(xì)胞,頭部方向細(xì)胞和

8、網(wǎng)格細(xì)胞,這些細(xì)胞都可以幫助人類進(jìn)行導(dǎo)航。因此,導(dǎo)航在我們生活的世界里無(wú)處不在,是一門非常重要的學(xué)科。二.慣性導(dǎo)航簡(jiǎn)介通過(guò)上面的介紹,我們可以發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)中,慣性導(dǎo)航具有非常重要的地位,這是因?yàn)閼T性導(dǎo)航是一種完全自主式的先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng),它是根據(jù)牛頓力學(xué)定律,利用慣性器件來(lái)測(cè)量運(yùn)載體本身的加速度,經(jīng)過(guò)一次積分得

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