10 惯性导航系统实施区域导航 惯性导航 在给定的运动初试条件(初试地理座标和初试速度)下,利用惯性敏感元件测量飞机相对惯性空间的线运动和角运动参数,用计算机推算出飞机的速度、位置和姿态等参数,从而引导飞机航行。

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10 惯性导航系统实施区域导航 惯性导航 在给定的运动初试条件(初试地理座标和初试速度)下,利用惯性敏感元件测量飞机相对惯性空间的线运动和角运动参数,用计算机推算出飞机的速度、位置和姿态等参数,从而引导飞机航行。

惯性敏感元件:加速度计、陀螺仪 优点:①完全自主式的导航系统; ②系统校准后短时定位精度高。 缺点:存在积累误差,随时间定位精度逐渐降低。

§10.1 惯导的功能及组成 一、主要功能 ⑴测定导航/姿态参数 位置、地速、航迹角、偏航角、偏航距离 以及俯仰角、倾斜角和航向等 ⑵制导

二、惯导的组成 惯性导航组件INU 方式选择组件MSU 选择系统的工作状态 控制显示组件CDU 初试数值得引入、导航数据显示、告警等 完成导航参数的测量和计算 方式选择组件MSU 选择系统的工作状态 控制显示组件CDU 初试数值得引入、导航数据显示、告警等 备用电池组件BU

三、惯导和飞机其它系统的连接 输入:ADS(真空速、垂直速度和气压高度)、 输出:水平状态指示器HSI 姿态指引仪ADI 自动驾驶仪A/P VOR方位及DME距离 输出:水平状态指示器HSI 姿态指引仪ADI 自动驾驶仪A/P 气象雷达 T/MH

§10.2 惯导的基本原理 一、基本原理--测量两个基本导航参数:地速、位置 二、实现惯导需要解决的问题 1、初始对准 §10.2 惯导的基本原理 一、基本原理--测量两个基本导航参数:地速、位置 给定初始条件→测定ax、ay Vx、Vy X、Y 二、实现惯导需要解决的问题 1、初始对准 平台调水平并且对准基准方位 2、平台跟踪坐标系类型 惯导跟踪地理坐标系或当地水平面 3、消除有害加速度 牵连加速度和哥氏加速度 4、计算机的功能和精度 积分 积分

惯导的种类 据结构划分成两大类:平台式、捷联式 一、平台式惯导系统 1、分类 半解析式(航空使用):指北方位、游动方位 解析式(航天使用) 几何式(航海使用) 2、平台式惯导的原理

二、捷联式惯导 1、捷联式惯导的原理 数学平台--计算机完成姿态矩阵计算、加速度的坐标变换以及姿态/航向角的计算 2、捷联式惯导的特点 优点:功能更强、结构简单、性能和可靠性更高。 存在的问题:对惯性元件及计算机的要求高、工作环境恶劣。

§10.3 惯导的误差及对准 确定性误差 随机误差 安装误差 标度误差 初始条件误差 计算误差 陀螺随机漂移 加速度计的零位偏置

惯导的初始对准 惯导系统的初始化内容:给定初始条件、惯导平台的初始对准、陀螺仪的测漂和定标。 一、对准的方法和分类 方法:受控式对准、自主式对准 分类:水平对准、方位对准

二、平台式惯导的初始对准 对准实质 将平台调整到预定的导航坐标系 对准方法 ①水平对准 水平粗对准→水平精对准 ②方位对准 方位粗对准→方位精对准

三、捷联式惯导的初始对准 对准的实质 确定初始时刻的姿态矩阵 对准的方法 粗对准→精对准(建立精确的初始时刻坐标变换矩阵) 结束

10.4 LTN-72R惯性导航系统 一、概述 系统的主要功能 测量和显示飞机的导航参数 测量和显示飞机的姿态参数 参数输出给其它仪表、系统 实质:游动方位平台式水平导航系统 一、概述 系统的主要功能 测量和显示飞机的导航参数 测量和显示飞机的姿态参数 参数输出给其它仪表、系统 三重惯导系统的混合位置计算 VOR/DME位置更新

LTN-72R系统的主要特点 功能:①三重系统混合; 结构:①惯导组件的特点; ②无线电更新惯导位置; ③具有VOR/DME导航能力; ④具有硬件监控和软件自测能力。 结构:①惯导组件的特点; ②控制显示组件的特点。

LTN-72R系统的组成 INU MSU:五位方式选择电门、两个信号灯 CDU BU

二、LTN-72R系统的飞行前准备 第一步:启动、证实程序号 第二步:P输入惯导起始位置 第三步:系统自对准,P监控状态,不能移动飞机 第五步:P输入VOR/DME的台站参数(一次最多9个) 第六步:P检查航线数据(DTK、DIS)

三、LTN-72R在飞行中的应用 两种工作方式:NAV、ATT REF 地面监控飞机的滑行速度 起飞离场入航:直飞或切入 返航到离场点 空中转换航段:人工转换、自动转换 修改飞行计划:直飞、修改WPT坐标、按DTK飞行、 平行飞行、切入某航段 导航参数的显示与检查 位置的检查和更新:人工更新、自动更新 进场、进近 ATT REF方式的操作

四、LTN-72R系统飞行后程序 检查导航准确性 系统误差一般不能超过1.5Nm/h 系统关机 MSU放OFF位

10.5 惯性基准系统 一、IRS的组成 部件:IRU、MSU、CDU 组合形式: ①B737:IRU、ISDU、MSU 10.5 惯性基准系统 实质:采用激光陀螺的捷联式惯性导航系统 一、IRS的组成 部件:IRU、MSU、CDU 组合形式: ①B737:IRU、ISDU、MSU ②B757、B767:IRU、IRMP

IRS和飞机其它系统的关系 输入信号 ADS TAS:用于计算空中风向、风速; FMS:向惯导提供起始对准的经纬度值。 输出信号 气压高度和升降速度:用于和惯导的垂直通道组合计算飞机的高度和垂直速度; FMS:向惯导提供起始对准的经纬度值。 输出信号 导航数据和姿态信息

ISDU和MSU 方式选择电门 OFF ALIGN NAV ATT 显示选择开关放 HDG/STS位,右窗口显示对准时的状态号 ALIGN DC FAIL FAULT ON DC 方式选择电门 OFF ALIGN NAV ATT 显示选择开关放 HDG/STS位,右窗口显示对准时的状态号

ISDU和MSU ALIGN DC FAIL FAULT ON DC 状态通告牌 ALIGN ON DC DC FAIL FAULT

ISDU和MSU 系统选择电门:L/R 显示选择旋钮 数字字母键盘 TK/GS PPOS WIND HDG/STS ALIGN FAULT DC FAIL FAULT ON DC 系统选择电门:L/R 显示选择旋钮 TK/GS PPOS WIND HDG/STS 数字字母键盘

二、惯性基准系统相关的显示仪表 FMS的CDU 姿态指引仪EADI/ADI 水平状态指示器EHSI/HSI 无线电距离磁指示器RDMI 垂直速度指示器VSI

三、惯性基准系统的工作方式 OFF方式 ALIGN方式 两种方法:正常对准、重新对准 NAV方式 显示四组参数:TK/GS、PPOS、WIND、HDG ATT方式 结束

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ALIGN通告牌 白色 IRS自对准过程中恒亮,若方式选择电门为ALIGN,对准完成后扳至NAV位熄灭;若方式选择电门为NAV,对准完成后通告牌自动熄灭; 对准过程中发生以下三种情况,公告牌将闪亮,校准不能完成: 移动飞机 飞行员未输入起始经纬度值 飞行员输入的经纬度值误差太大

ON DC通告牌 琥珀色 交流电失效时ON DC通告牌亮,电瓶可以供电15~20分钟;

DC FAIL通告牌 琥珀色 当直流电压下降至18伏时 DC FAIL通告牌亮;

FAULT通告牌 琥珀色 当监测到系统故障时 FAULT通告牌亮,提供主警告;

正常对准 第一步: 第二步: 第三步: 将方式选择电门从OFF扳至ALIGN或NAV, 通告牌白色ALIGN灯恒亮; 用数字字母键直接输入飞机停机位的经纬 度值或从FMS的CDU位置起始页面引入停 机位经纬度值; 第三步: 将显示选择开关扳至HDG/STS,从右显示 窗口监控对准状态(显示状态号7时对准 完成)。 ALIGN DC FAIL FAULT ON DC

重新对准 条件 方法 方式选择电门已处于NAV位,飞机滑行速度小于20Kt; ALIGN DC FAIL FAULT ON DC 条件 方式选择电门已处于NAV位,飞机滑行速度小于20Kt; 方法 将方式选择电门从NAV位重新扳至ALIGN,停顿30秒以上,然后扳回NAV位;

连接 返回

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