捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)結構簡單、體積小、維護方便,但陀螺儀和加速度計工作條件不佳,采集到的元器件原始測量值精度低。同時,捷聯(lián)慣導的加速度計輸出的是載體坐標系的加速度分量,需要經(jīng)計算機轉換成導航坐標系的加速度分量,計算量較大,且容易產(chǎn)生導航解算的校正、起始及排列轉換的額外誤差??傮w來說,捷聯(lián)慣導精度較平臺慣導低,但可靠性好、更易實現(xiàn)、成本低,是目前民用慣導的主流技術。
慣性導航主要的應用
慣性導航產(chǎn)業(yè)最早起步于軍用,如航天、航空、制導武器、艦船、戰(zhàn)機等領域,隨著電子技術的發(fā)展和商業(yè)價值的挖掘,慣性導航技術的應用擴展到車輛導航、軌道交通、隧道、消防定位、室內(nèi)定位等民用領域,甚至在無人機、自動駕駛、便攜式定位終端(如智能手機、兒童/老人定位追蹤器等)中也被廣泛應用。
慣導系統(tǒng)為運動載體提供位置、速度、姿態(tài)(航向角、俯仰角、橫滾角)等信息,不同應用領域對慣性元器件性能和慣導精度的要求各不相同。
從精度方面來看,航空航天、軌道交通領域對即時定位精度要求高,且要求連續(xù)工作時間長;從系統(tǒng)壽命來看,衛(wèi)星、空間站等航天器要求最高,因其發(fā)射升空后不可更換或維修;涉及到軍事應用等領域,對可靠性要求較高;對于民用領域,如車輛導航、室內(nèi)定位、無人機、自動駕駛等應用,對慣導系統(tǒng)的性價比要求高。
總體來說,由于慣導系統(tǒng)的誤差累積性和對初始校準的前提要求,一般不能單獨使用,只能作為其他主定位導航技術(如GNSS定位、UWB定位、WLAN定位、地磁定位等)的輔助,比如車輛在GPS導航過程中,在失去GPS信號的情況下能夠利用自帶的加速度和陀螺儀進行慣性導航。
因此需要結合具體行業(yè)應用需求,有針對性的對慣導元器件和導航算法進行選型。