第2章陀螺仪原理惯性导航.pptVIP

* 国际通用参考椭球体 当前第31页\共有57页\编于星期三\8点 * （1）椭球长半径 （2）地球（含大气层）引力常数 （3）地球自转角速度 （4）正常化二阶带球系数 WGS-84坐标系基本参数 当前第32页\共有57页\编于星期三\8点 * 二、惯性系统中常用的坐标系 在地球上进行导航，所定义的坐标系要将惯导系统的测量值与地球的主要方向联系起来。因此涉及到了各种不同的坐标系，主要有以下几类： 陀螺坐标系 地理坐标系 惯性坐标系 地球坐标系 载体坐标系 当前第33页\共有57页\编于星期三\8点 * 1.陀螺坐标系oxyz x轴：与陀螺内环轴一致，固连于内环上； z轴：与陀螺转子轴一致，固连于内环上；但不随转子转动； y轴：与oxy平面平行，大方向与外环一致，但一般不与外环轴一致 当前第34页\共有57页\编于星期三\8点 * 2.地理坐标系OENZ(或 ) Geodetic Navigation Frame 以地球作为参照系时，规定： 原点O—飞行器重心在地球表面的投影点； E 轴 —指东，即坐标原点纬线向东的切线； N 轴 —指北，即坐标原点经线向北的切线； Z 轴 —沿地垂线方向,指向天空。 XT YT ZT E N Z G O 地球坐标系的OEN平面是当地水平面，ONZ平面是当地子午面，这两个平面是地平仪和航向陀螺仪的基准面。 当前第35页\共有57页\编于星期三\8点 * 3.惯性坐标系 (Space-fixed or Inertial Frame) 在研究惯性系统时，通常将相对恒星所确定的参考系称为惯性空间，空间中静止或匀速直线运动的参考坐标系称为惯性参考坐标系。 日心惯性坐标系 ： 地球惯性坐标系 ： 当前第36页\共有57页\编于星期三\8点 * 4.地球坐标系 （ Terrestrial Frame ） 地球坐标系 ，原点取在地心， 为赤道平面与本初子午线的交线， 与地球自转轴重合， 与 组成的平面垂直。显然地球坐标系与地球固连，并与地球一起转动。 导航定位中常用经、纬度表示载体相对于地球表面的位置。 当前第37页\共有57页\编于星期三\8点 * 5.机体坐标系 (Mobile Frame，Body Frame ) 机体坐标系与飞机固连，用表示 ，坐标原点 与飞机重心重合， 与飞机纵轴一致， 与飞机竖轴一致， 与飞机横轴一致。 XB YB ZB 当前第38页\共有57页\编于星期三\8点 * 6.平台坐标系 （Platform frame ） 在平台式惯导系统中，原点 在飞机重心， 轴总是在水平面内， 轴在地垂方向，指天或地。 当前第39页\共有57页\编于星期三\8点 * 当前第40页\共有57页\编于星期三\8点 电子信息工程学院 * 复 合 运 动 绝对运动：动点相对于定参考系的运动。 相对运动：动点相对于动参考系的运动。 牵连运动：动参考系相对于定参考系的运动。 例：人在运动的车厢内行走。 复合运动：可以是有由两个直线运动组成，也可以由 两个圆周运动组成，还可以由一个直线运动和一个圆 周运动组成。 当前第1页\共有57页\编于星期三\8点 * ω 直杆 Vr Ve x y 滑块 牵连切线速度使相对速度发生变化而产生的加速度 ： 相对速度使牵连速度发生变化而产生的加速度 ： 例：当复合运动由一个直线运动和一个圆周运动组成。（P6） 当前第2页\共有57页\编于星期三\8点 * 附加加速度（哥氏加速度）： 附加惯性力: 哥氏加速度是由于质点不仅做圆周运动， 而且也做径向或周向运动所产生的。 当前第3页\共有57页\编于星期三\8点 * 陀 螺 简 介 陀螺是什么？ 我们小时候都玩过它。它是一种圆锥形玩具，下端有尖针，绕上细绳，猛甩出去就能在地上旋转。 陀螺定义：绕自身对称轴高速旋转的刚体。（刚体—不变形的固体） 为什么用鞭子抽打后，先轻微摆动，后绕自转轴高速旋转？ 当前第4页\共有57页\编于星期三\8点 * 当前第5页\共有57页\编于星期三\8点 * 陀螺仪（Gyroscope） 陀螺仪：将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴有一定的转动自由度。 敏感角运动的一种精密传感器，是惯性导航系统的中最重要、技术含量最高的仪器，是惯导系统中的核心器件。陀螺仪的精度是惯导系统精度的主要决定因素。 通常，把陀螺仪定义为利用