Инерциальные навигационные системы

Принцип действия инерциальных навигационных систем (ИНС) основан на использовании механических явлений, возникающих при движении тел в гравитационном поле Земли, и заключается в измерении ускорения ЛА. Ускорение измеряется акселерометрами. Основное преимущество ИНС – это ее автономность.

Рассмотрим ИНС с точки зрения применения ее в составе ПНК. В современных ПНК широкое применение ИНС нашли с ортодромической ориентацией и произвольной в азимуте ориентацией осей чувствительности акселерометров. Установленные на гироплатформе акселерометры измеряют кажущееся ускорение, то есть разницу между абсолютным ускорением ЛА и гравитационным ускорением:

= - ,

где - измеряемый вектор ускорения;

- вектор абсолютного ускорения;

- вектор гравитационного ускорения.

Для ортогонального размещения осей чувствительности акселерометров вдоль прямоугольной системы координат , связанной с гироплатформой, измеряемые акселерометром ускорения:

; ;

Как видно из выражений, для ускорений составляющие гравитационного ускорения вносят ошибки при измерении абсолютных значений ускорения. Поэтому необходима их компенсация.

Компенсация гравитационных составляющих по осям и осуществляется за счет расположения ГСП в плоскости горизонта, а комплексации осуществляется алгоритмично.

Для компенсации и акселерометры устанавливают на гировертикали с периодом колебаний Шулери , выходы акселерометров интегрируются и подаются на датчики моментов ГСП, которые за счет прецессии сохраняет горизонтальное положение.

В ИНС с ортодромической ориентацией осей чувствительности акселерометры измеряют ускорение вдоль и перпендикулярно ортодромии.

В ИНС со свободной (произвольной) в азимуте ориентацией гироплатформы оси чувствительности акселерометров имеют в плоскости горизонта неизменную ориентацию относительно инерциального пространства. Оси платформы при этом относительно плоскости географического меридиана будут вращаться вокруг вертикали места с угловой скоростью

,

(1)

где - угловая скорость вращения Земли;

- географическая широта местоположения ЛА;

- восточная составляющая линейной скорости ЛА;

- радиус Земли.

Различия в ориентации осей чувствительности акселерометров (ГСП различных типов ИНС) определяет различие в системах отсчета скорости, которые выдаются ИНС в БЦВМ ПНК.