惯导系统设计理论

平台惯导适合用于20世纪六七十年代计算机技术还不发达、计算能力较差的情况。随着光学陀螺的问世，以及先进的计算机技术和信号处理算法的进步，传统的平台惯导系统逐步转变为以数字模拟平台为基础的捷联式惯导系统，捷联技术在许多领域中正逐步取代平台技术，尤其是在民用航空和低精度导弹领域，几乎看不到平台惯导了。

捷联式惯导系统最明显的特点是没有电气化的惯性导航平台实体，所以它又称为无平台式惯导系统。但并非平台的概念在捷联式系统中不存在，它仅仅是用计算机软件建立了一个数学平台来代替平台式惯导中的电气机械平台实体，实现同样的功能。捷联式系统虽然省去了平台，结构简单、维护方便，但仪表工作条件不佳，导航解算工作量大。所以，捷联惯导性能的好坏不仅取决于惯性器件的性能，还与导航解算过程有很大关系，其关键算法是姿态更新过程，目前常用的姿态更新算法大体有四元数法、欧拉角法和方向余弦法，其中四元数法计算量较小，较为常用。

捷联式导航系统的主要特点还有以下几个。

（1）从功能上看，捷联式系统除能完成平台式惯导系统的所有功能外，还增加了垂直导航功能。(www.xing528.com)

（2）能测量沿载体坐标系各轴的角速度，将这些参数传送给载体控制系统和火控系统使用。

（3）由于没有实体平台，捷联惯导通常采用的是高可靠性的惯性器件，再加上多敏感元件和多余度技术的应用，系统的可靠性大大提高。

然而，捷联式惯导系统除了具有诸多优势以外，还有一定的不足。如对惯性器件和计算机的要求太高，当载体进行大角速度运动时，为了保证计算精度，对计算机的字长、运算速度和容量都提出了很高的要求。另外，由于捷联式惯导系统将陀螺和加速度计固联到载体上，载体恶劣的机动环境对惯性器件造成了很大的误差，再加上惯性器件自身的误差、导航解算过程存在的误差、初始安装误差，捷联惯导系统的精度达不到平台惯导系统的水平，并且随时间不断增长而下降。实践证明，惯性器件的误差以及安装误差是系统误差的主要来源，所以标定、补偿惯性器件自身误差和安装误差，对提高导航精度是非常有必要的。