捷联-全捷联导引头

者Richard Garcia对体育资讯充满热情，同时他也向我们询问了关于捷联式惯性制导系统的相关问题。在深入研究后，我整理出以下内容，希望能够满足您的阅读需求。

一、捷联式惯性制导与平台式惯性制导系统：两大系统的核心区别是什么？它们各自的优势和劣势是什么？捷联式惯导系统是如何工作的？这些问题都在中得到了深入。平台式惯性制导系统通过稳定的惯性平台测量数据，常用于航天器或运载火箭的精准导航。而捷联式惯导系统直接将陀螺仪和加速度计安装在运动物体上，适用于飞机和等近地面运动物体。由于环境因素的干扰，捷联系统的精度稍逊于平台系统，但对计算机的需求更高。

二、捷联惯导定位精度单位（nm/h）：这究竟意味着每过一定的时间，误差会增加多少？如何在实际操作中调整控制系统以应对这种误差？将为您揭示答案。精度是衡量误差的标准，如“nm/h”中的数字表示的是一定时间内的理论误差范围。实际运行中，我们会根据实际情况调整控制系统来减小误差。不过值得注意的是，实际环境中的许多因素都可能影响定位精度。

三、捷联惯导姿态解算中的角增量定义问题：这是怎样一种概念？又是如何在实际应用中定义和应用的？文章深入解释了角增量与姿态增量的区别以及在实际操作中的应用和转换方式。姿态计算是捷联惯导系统的关键部分，而角增量则是其计算过程中重要的参数之一。它表示的是一段时间内角度的变化量，涉及到复杂的数学计算和转换。在实际应用中，需要根据具体情况进行准确的定义和应用。

四、捷联惯导系统的基本概念及其应用领域：将详细介绍惯性技术的广泛应用领域以及捷联惯导系统的特点。捷联惯导系统是一种将惯性敏感元件直接安装在运动物体上的系统，具有广泛的应用前景。在军事领域，它广泛应用于航天、航空、航海等领域；在民用领域，它也广泛应用于地震测量、河流测量等领域。文章还介绍了捷联系统的特点以及与其他系统的区别和优势。随着技术的进步和发展，捷联惯导系统正显示出其巨大的潜力。还将如何提高捷联系统的精度以及应对其面临的挑战等问题。

五、捷联式航空重力测量系统的发展概况：将详细介绍该类型系统的性能特点、优势以及发展趋势。由于将加速度计直接固定在机体上，该类系统具有重量轻、功耗小等特点，不仅可用于重力标量测量，也可用于重力矢量测量。文章还将该类系统在未来的发展趋势以及面临的挑战等问题。旨在为读者提供一个全面而深入的关于捷联式惯性制导系统的了解，并深入其相关的技术问题和应用前景等问题。希望通过的阅读，读者能够对该领域有更深入的了解和认识。在Schwarz K P教授的引领下，加拿大Calgary大学于20世纪90年代初率先开展了基于捷联惯导系统的航空标量重力测量系统（SISG）的研究。这一系统采用了Honeywell LASEREF Ⅲ型激光陀螺捷联惯导系统，惯性级别极高。

自开展研究以来，研究团队分别在加拿大洛基山脉及其他重要地区进行了多次飞行试验。在1995年的一次飞行试验中，系统在一条长达250km的飞行线路上共飞行了四次，飞行高度为5500米，飞行速度为430km/h。试验结果显示，该系统的重复性精度达到了惊人的水平，即精度为±2×10^-5m·s^-2，分辨率为7km或精度为±3×10^-5m·s^-2，分辨率为5km。与地面重力点向上延拓后的数据相比，其精度保持在±3×10^-5m·s^-2，分辨率为5km。此次试验的主要目的是评估该系统在大范围地形测量中的表现，特别是在大地水准面测量方面的潜力。

随后的飞行试验进一步验证了SISG系统的稳定性和重复性。在为期数月的飞行试验中，研究人员在特定区域内进行了多次飞行，并对系统进行了长期稳定性测试。经过平差处理，系统的重复性精度达到了±1.6×10^-5m·s^-2的高水平，这一精度与GPS和SINS的综合误差相当。这表明，要进一步提升系统的测量精度，需要采用更高精度的加速度计以及提高GPS确定载体运动加速度的准确性。

在后续的飞行试验中，SISG系统在格陵兰岛西海岸的Disko海湾进行了测试，与采用LCR重力仪的航空重力测量系统进行了直接比较。实验结果显示，在去除线性漂移误差后，SISG与LCR重力仪系统的差值接近两个系统总的噪声水平。这表明SISG的精度已经达到了采用LCR重力仪的航空重力测量系统的水平，并且其分辨率更高。

作为加拿大AGEM项目的一部分，多家研究机构在Alexandria地区进行了航空重力测量飞行实验，对SISG、Air Grav以及LCR重力仪三种航空重力测量系统进行了综合评估。在这次实验中，SISG系统的精度达到了令人瞩目的水平。尽管SISG系统已经取得了一些显著的成果，但由于其直接采用了惯性级的捷联惯导系统，没有进行温度控制等硬件改造，因此距离工程实用还有一定的距离。遗憾的是，自2001年以后，该系统的研究并未得到进一步的发展。

与此德国的研究团队在“BMBF-Geotechnologien-Programm”项目的支持下开始了新型航空重力测量系统的研究。该项目的目标是使航空重力测量达到资源勘探的水平，即达到±1×10^-5m·s^-2的精度和每公里的水平分辨率。参与该项目的单位包括巴伐利亚自然科学与人文科学学院、慕尼黑国防军大学和布伦瑞克技术大学等顶尖科研单位。这一研究项目充满了潜力与挑战，标志着航空重力测量技术的新时代即将到来。在科研领域，惯导系统的研究与应用始终走在前沿。目前，有三个单位分别采用不同的研究方案，致力于提升航空重力测量系统的性能。

IFF采用俄罗斯产的双轴平台重力仪为基础，融合激光陀螺技术，打造出一流的平台惯导系统。这一系统不仅继承了原有平台重力仪的稳健性，更通过激光陀螺的方位稳定功能，实现了精准导航。Stelkens T H等人（2004）对此方案进行了深入研究。

If EN则采取与加拿大Calgary大学相似的策略，聚焦于法国产SAGEM Sigma 30型激光陀螺捷联系统。他们尝试进行矢量重力测量，以期获得更高精度的数据。Kreye C等人（2003,2004）在此领域做出了显著的贡献。

BEK自20世纪90年代中期就开始研究捷联式航空重力测量系统（SAGS）。其一代的原型样机SAGS 4，融合了三个光纤陀螺和四个高精度QA3000型石英挠性加速度计。为了满足航空重力测量的严苛要求，该系统还从硬件上实施了多项特殊措施，如温度控制、减震和电磁屏蔽等。尽管进行了多次飞行试验，但由于温度控制方面的挑战，尚未取得突破性的进展（李清梅，2005）。

这些航空重力测量系统都有其鲜明的特点。它们利用惯导系统测量比力的基本原理，通过稳定当地地理坐标系中的重力传感器（即加速度计）来工作。平台惯导系统和捷联惯导系统在实现这一过程中有所不同，前者采用物理平台直接稳定，后者则通过数学平台结合载体姿态进行投影。误差来源主要是重力传感器的测量误差和平台的姿态误差。

为了提高平台的稳定性，惯导系统需要采用外部观测量来对抗误差随时间积累的问题。平台惯导通常采用外部位置、速度阻尼技术，而捷联惯导则倾向于利用卡尔曼滤波器进行SINS/DGPS组合。DGPS提供的高精度位置、速度数据有助于优化系统的位置、速度、姿态以及惯性器件误差的估计。

在该领域，关键技术突破仍面临一些挑战。捷联惯导系统中惯性传感器直接面对载体的动态环境，需要更高性能，如大的动态范围、刻度因子稳定性等。提高利用载波相位DGPS测量载体运动加速度的精度仍是关键。滤波器设计也是关键任务之一，飞机的不规则运动和振动产生的扰动加速度使得提取微弱重力异常信号极为困难。

关于系统性能指标，捷联式航空重力测量系统在异常半波长分辨率3km情况下，内符合精度可达到1.5×10-5m·s-2，显示了其高分辨率测量的能力。基于捷联惯导系统的航空重力测量系统具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高、功耗小等优点，可广泛应用于小型飞机或直升机上，甚至与测量系统进行综合地球物理勘探。它们不仅可以进行标量重力测量，还可以进行矢量重力测量，操作简便。