慣導(dǎo)慣性導(dǎo)航的基本原理及分類

1、Ch2 慣性導(dǎo)航(un xn do hn)的基本原理及分類共六十六頁一、理想的地面(dmin)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)首先，假設(shè)載體(zit)在地球表面做二維移動 穩(wěn)定平臺和加速度計的功能 2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念加速度積分(jfn)將測出的加速度信號進行一次積分后，可分別得出載體的速度(sd)分量 2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念經(jīng)緯度計算(j sun)載體(zit)的經(jīng)緯度和，可以從下式求得 2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念導(dǎo)航系統(tǒng)組成(z chn)基本慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括以下幾個(j )部分： 加速度計 模擬某一坐標(biāo)系的平臺 積分器 初始條件的調(diào)整 2.1 基本概念的

2、描述共六十六頁基本概念單軸導(dǎo)航(dohng)簡化的單軸導(dǎo)航(dohng)情況 載體位于 P 點Y 軸沿當(dāng)?shù)厮?Z 軸沿當(dāng)?shù)劂U垂 Yp 是加速度計敏感軸 Xp 是陀螺儀的敏感軸 平臺角速度p 由陀螺控制 2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念導(dǎo)航(dohng)儀表誤差實際功能(gngnng)與誤差 由于存在各類誤差，理想的單軸導(dǎo)航是不可能實現(xiàn)的 1儀表誤差 當(dāng)比力在加速度計敏感軸上的分量是 f 時，加速度計輸出信號事實上是 比力 比力在加速度計敏感軸上的分量為 2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念導(dǎo)航初始(ch sh)誤差當(dāng)平臺的指令(zhlng)信號為c時，平臺的旋轉(zhuǎn)角速度則為 Kg

3、為平臺陀螺力矩器標(biāo)度系數(shù)誤差 為陀螺儀的漂移角速度 上述誤差使平臺和當(dāng)?shù)厮矫嬷g存在角 2初始誤差 在起始時刻，引入計算機的初值有誤差2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念單軸導(dǎo)航系統(tǒng)方塊圖簡化(jinhu)單軸導(dǎo)航系統(tǒng) 2.1 基本概念的描述(mio sh)共六十六頁基本概念導(dǎo)航方程(fngchng)推導(dǎo)對上式適當(dāng)(shdng)變換，有 令 上式可改寫為前式可改寫為2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念導(dǎo)航(dohng)誤差方程消掉變量(binling)，得2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念導(dǎo)航誤差(wch)方程展開(zhn ki)上式并忽略二階小量，有誤差方程式： 其中 其周期

4、 2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念導(dǎo)航(dohng)誤差分類解誤差方程，設(shè)比 84.4 分鐘小得多又不為零的時間(shjin)間隔 T 內(nèi)有常值加速度作用，則有 誤差源可以分為兩類： 1、隨時間保持有界的誤差（前五項 ）2、隨時間增大的誤差（后兩項） 2.1 基本概念的描述共六十六頁基本概念導(dǎo)航(dohng)誤差數(shù)量級1有關(guān)(yugun)誤差的數(shù)量級 1初始位置誤差 有 2初始速度誤差 有3初始對準(zhǔn)誤差 有 最大誤差 4加速度計的零位誤差 有 最大誤差 2.1 基本概念的描述共六十六頁5加速度計的標(biāo)度(bio d)系數(shù)誤差 設(shè) T=30s， 有 最大誤差 6陀螺(tulu)漂移角速度

5、有 7陀螺標(biāo)度系數(shù)誤差 有 航程為 1000 km 時，誤差 1 km；3000 km 時，誤差 3 km 2.1 基本概念的描述基本概念導(dǎo)航誤差數(shù)量級2共六十六頁二、 比力升降機中的彈簧與其懸掛的質(zhì)量m 構(gòu)成了加速度計的基本(jbn)形式 重力場中，可以通過(tnggu)彈簧的伸縮變形判斷加速度方向沒有附加的重力場信息，則無法根據(jù)彈簧變形判斷加速度性質(zhì) 重力已知的情況下，使彈簧變形的力的確切度量為 由于 m 已知，則差值 可以作為測量量，稱比力 表示單位質(zhì)量上受到的外力作用的代數(shù)和 工程中，仍習(xí)慣說加速度計是測量加速度的。這種情況下對重力加速度 g 的處理 2.1 基本概念的描述共六十六頁三

6、、垂線(chu xin)方向慣性測量的不穩(wěn)定性基于(jy)加速度計的垂直通道的測量，由于重力場的存在而變得復(fù)雜，并將產(chǎn)生很大的誤差 開環(huán)系統(tǒng)。計算和儀表誤差都將累計 如加速度計的零位偏差 則引起的誤差為 當(dāng) t=5 分鐘時，h=44 m，當(dāng) t=10 分鐘時，h=176 m 只能短時間應(yīng)用2.1 基本概念的描述共六十六頁垂直(chuzh)通道開環(huán)測量的不穩(wěn)定性 加速度計測量(cling)到的比力為 g 可以表示為 因此該方程是不穩(wěn)定的，因此在垂直方向慣性測量不能長時應(yīng)用 2.1 基本概念的描述三、垂線方向慣性測量的不穩(wěn)定性共六十六頁為確定載體相對選定的導(dǎo)航(dohng)坐標(biāo)系的運動加速度，須從

7、加速度計所感受的絕對加速度信號中，分辨出所需的相對加速度。 一、地理坐標(biāo)系相對慣性(gunxng)空間的旋轉(zhuǎn)角速度 載體 P 在地球表面運動時，對應(yīng)的地理坐標(biāo)系 EN相對慣性空間的運動有兩部分組成：地球的自轉(zhuǎn)和運載體的運動。 2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出信號公式推導(dǎo)1）由于地球自轉(zhuǎn)運動，將使地理坐標(biāo)系相對慣性坐標(biāo)系以地球的自轉(zhuǎn)角速度e繞過P點，與地球自轉(zhuǎn)軸相平行的軸線運動。e沿地理坐標(biāo)系各軸的分量為：共六十六頁一、地理坐標(biāo)系相對(xingdu)慣性空間的旋轉(zhuǎn)角速度 2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出(shch)信號公式推導(dǎo)2）由于運載體相對地球運動引起地理坐標(biāo)系相對慣性空間的轉(zhuǎn)動載體 P

8、 在地球表面運動速度沿地理坐標(biāo)系東向和北向的分量為 和東向分量引起地理坐標(biāo)系繞地球自轉(zhuǎn)軸線運動，其結(jié)果是改變了坐標(biāo)原點P的經(jīng)度。轉(zhuǎn)動角速度為：其在北向和沿地垂線方向的分量為共六十六頁一、地理坐標(biāo)系相對慣性(gunxng)空間的旋轉(zhuǎn)角速度 2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出(shch)信號公式推導(dǎo)2）由于運載體相對地球運動引起地理坐標(biāo)系相對慣性空間的轉(zhuǎn)動北向分量引起地理坐標(biāo)系繞通過地心與地理東向軸線相平行的軸轉(zhuǎn)動，其結(jié)果是改變了坐標(biāo)原點P的緯度。轉(zhuǎn)動角速度為：由運載體的航行所造成的地理坐標(biāo)系相對慣性坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動角速度沿地理坐標(biāo)系各軸分量為：共六十六頁由此可得結(jié)論：地速的北向分量即為相對慣性空間的

9、北向線速度地速的東向分量加上由于地球自轉(zhuǎn)角速度引起(ynq)的東向速度分量后才等于相對慣性空間的線速度。綜合考慮(kol)地球自轉(zhuǎn)和運載體運動速度的影響，則地理坐標(biāo)系相對慣性坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動角速度在地理坐標(biāo)系各軸上的分量為：2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出信號公式推導(dǎo)共六十六頁二、絕對(judu)加速度的矢量表達式絕對(judu)加速度的矢量表達式 苛式定律2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出信號公式推導(dǎo)任何一個隨時間變化的運動矢量 B ：B 對固定坐標(biāo)系的絕對變化率 =B 對動坐標(biāo)系的相對變化率+ 動坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動引起的牽連變化率共六十六頁二、絕對(judu)加速度的矢量表達式2.2 慣性導(dǎo)航(un

10、 xn do hn)系統(tǒng)中加速度計輸出信號公式推導(dǎo)載體相對慣性空間的運動速度動坐標(biāo)系取地球坐標(biāo)系；慣性坐標(biāo)系取地心慣性坐標(biāo)系根據(jù)苛式定律可得載體相對慣性空間的加速度若令根據(jù)苛式定律有共六十六頁二、絕對(judu)加速度的矢量表達式2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出(shch)信號公式推導(dǎo)動坐標(biāo)系取地球坐標(biāo)系；慣性坐標(biāo)系取地心慣性坐標(biāo)系載體相對慣性空間的加速度幾點說明慣性坐標(biāo)系與動坐標(biāo)系（地球坐標(biāo)系）無位移等式左邊為載體相對慣性空間的絕對加速度等式右邊第一項為載體相對地球的相對加速度等式右邊第二項為牽引角速度e引起的哥氏加速度等式右邊第三項為向心加速度慣性坐標(biāo)系與動坐標(biāo)系有無位移怎么辦？共六十六

11、頁二、絕對(judu)加速度的矢量表達式2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出信號公式(gngsh)推導(dǎo)動坐標(biāo)系取地理坐標(biāo)系，且地理坐標(biāo)系的原點取運載體的始發(fā)點（原點與地球固連），即地理坐標(biāo)系相對慣性坐標(biāo)系無平移運動，只有旋轉(zhuǎn)角運動載體相對慣性空間的加速度此公式即為平臺上加速度計輸出中的絕對加速度共六十六頁二、絕對(judu)加速度的矢量表達式加速度計所測的比力為2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出(shch)信號公式推導(dǎo)比力與相對加速度兩種情況下載體的相對加速度分別為對應(yīng)動坐標(biāo)系的兩種選取情形，分別有由于重力加速度中已考慮 項，故上式簡化為 共六十六頁二、絕對(judu)加速度的矢量表達式2.2

12、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出(shch)信號公式推導(dǎo)比力與相對加速度由于重力加速度中已考慮 項，故上式簡化為 在一些飛行器制導(dǎo)系統(tǒng)中，陀螺穩(wěn)定平臺模擬慣性坐標(biāo)系 動坐標(biāo)系相對慣性空間沒有旋轉(zhuǎn)角速度，所以 以上三個公式基本上概括了大多數(shù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出信號及相對加速度 Ar 的情況 共六十六頁2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出(shch)信號公式推導(dǎo)三、絕對(judu)加速度的標(biāo)量表達式僅討論平臺跟蹤地理坐標(biāo)系的情況把改寫為將上式各矢量在地理坐標(biāo)系中分解，得共六十六頁2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出(shch)信號公式推導(dǎo)三、絕對(judu)加速度的標(biāo)量表達式代入上式，得對于一些導(dǎo)航問

13、題，垂線方向速度較小，可以忽略，則可以進一步簡化為共六十六頁2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出信號公式(gngsh)推導(dǎo)三、絕對(judu)加速度的標(biāo)量表達式位移加速度苛氏加速度向心加速度有害加速度又可進一步簡寫為:注意：重力加速度 g 的方向定為的正向式中的各項含義：加速度計的輸出信號 導(dǎo)航系統(tǒng)所需要的地速分量 有害加速度分量 共六十六頁四、有害加速度的典型(dinxng)數(shù)值 設(shè)如下(rxi)一組數(shù)據(jù) ，R = 6367.65 km， 以上數(shù)值代入，有 2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中加速度計輸出信號公式推導(dǎo)結(jié)論：有害加速度比陀螺穩(wěn)定平臺傾斜1所產(chǎn)生的誤差要大一個數(shù)量級，故對加速度計的輸出信號必須加

14、以補償才能達到比較精確的導(dǎo)航與定位。共六十六頁2.3 半解析式慣性導(dǎo)航(un xn do hn)系統(tǒng)一、半解析式慣性導(dǎo)航(un xn do hn)系統(tǒng)各類慣性導(dǎo)航系統(tǒng)都必須解決兩個問題 利用陀螺穩(wěn)定平臺解決輸入信號的測量基準(zhǔn) 利用加速度計信息的積分得到載體的速度和位置等信息。 不同坐標(biāo)系的選取以及實現(xiàn)方法構(gòu)成了慣導(dǎo)系統(tǒng)的不同方案 陀螺穩(wěn)定平臺始終跟蹤當(dāng)?shù)厮矫?固定方位半解析式慣導(dǎo)系統(tǒng) 自由方位半解析式慣導(dǎo)系統(tǒng) 依據(jù)平臺相對地面的方位不同，可分為： 平臺上的一個敏感軸固定指向北方向共六十六頁平臺的水平軸 xP、yP 則分別與東方(Dngfng)向、北方向相差角 游動(yu dn)自由方位半解析

15、式慣導(dǎo)系統(tǒng) 在方位陀螺上施加控制力矩，使其完成相對慣性空間的旋轉(zhuǎn)，其大小為 控制角的變化為 自由方位半解析式慣導(dǎo)系統(tǒng) 2.3 半解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)平臺的方位和真北方向的夾角是不加控制的優(yōu)點：在高緯度處和在初始對準(zhǔn)時不需要施加很大的力矩。共六十六頁二、固定方位(fngwi)半解析式慣導(dǎo)系統(tǒng) 三個穩(wěn)定回路(hul)與三個修正回路2.3 半解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁半解析(ji x)慣導(dǎo)系統(tǒng)-定位過程2.3 半解析(ji x)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁半解析(ji x)慣導(dǎo)系統(tǒng)-平臺穩(wěn)定慣導(dǎo)平臺對慣性(gunxng)空間穩(wěn)定的實現(xiàn)陀螺安裝方式平臺安裝方式穩(wěn)定原理（縱軸）平臺繞外環(huán)軸旋轉(zhuǎn)Gy 進動并輸

16、出信號信號送至縱軸電機 電機產(chǎn)生恢復(fù)力矩平臺繞外環(huán)軸以相反的角速度運動平臺穩(wěn)定回路2.3 半解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁半解析(ji x)慣導(dǎo)系統(tǒng)-變換器當(dāng)載體的方向(fngxing)發(fā)生 90 度變化 如果陀螺 Gy 的輸出仍送到縱軸力矩電機 會造成錯誤控制 需要坐標(biāo)變換器 2.3 半解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁半解析慣導(dǎo)系統(tǒng)(xtng)-跟蹤回路地理坐標(biāo)系相對(xingdu)慣性空間旋轉(zhuǎn)，角速度E、N、 要使平臺跟蹤地理坐標(biāo)系，須使平臺也以同樣的角速度相對慣性空間旋轉(zhuǎn)須給陀螺加控制電流，使三個陀螺分別產(chǎn)生如下進動角速度 陀螺的進動通過穩(wěn)定回路傳遞給平臺，實現(xiàn)對地理坐標(biāo)系的跟蹤控制陀螺使平臺

17、跟蹤地理坐標(biāo)系的回路，稱修正回路 2.3 半解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁半解析慣導(dǎo)系統(tǒng)-修正(xizhng)過程修正回路(hul)：加速度計輸出 消除有害加速度 一次積分 地理坐標(biāo)系相對慣性空間的轉(zhuǎn)速 陀螺力矩器 力矩電機2.3 半解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁解析慣導(dǎo)系統(tǒng)-方案(fng n)及問題解析式慣導(dǎo)系統(tǒng) ：平臺相對慣性空間(kngjin)穩(wěn)定 平臺只需要穩(wěn)定回路 加速度計輸出不含有苛氏加速度項和向心加速度項 若計算載體相對地球的速度和位置，須進行坐標(biāo)變換 導(dǎo)航過程中，平臺坐標(biāo)系相對 g 的方向在不斷變化 三個加速度計中的 g 分量值也在不斷變化，必須通過計算機對 g 的分量實時計算，以

18、便進行輸出補償與積分 2.4 解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁解析(ji x)慣導(dǎo)系統(tǒng)-重力分量公式重力加速度 g 隨著位移 X、Y、Z 變化(binhu)的情況 載體在慣性空間從 A 點移動到 B 點 時，加速度計除了敏感位移加速度外，還將敏感重力加速度分量。重力加速度分量 ：2.4 解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁解析(ji x)慣導(dǎo)系統(tǒng)-重力分量公式2當(dāng)hR時，將 代入gx、gy，得 gx、gy、gz 都為 x、y、z 的函數(shù)(hnsh) 2.4 解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁解析慣導(dǎo)系統(tǒng)-測量(cling)及計算含重力分量的加速度計輸出(shch)信號 載體位移加速度 載體相對慣性坐標(biāo)系的速度分

19、量 載體相對慣性坐標(biāo)系的坐標(biāo) 2.4 解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁解析(ji x)慣導(dǎo)系統(tǒng)-方塊圖解析式慣導(dǎo)系統(tǒng)方塊圖：沒有修正回路；增加了消除(xioch)重力加速度g 分量的回路。2.4 解析式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(xtng)-特點沒有(mi yu)機械式陀螺穩(wěn)定平臺 陀螺和三個加速度計直接固連在載體上對陀螺敏感的角速度積分，得到載體相對參考坐標(biāo)系的角位置（方向余弦矩陣）加速度計提供載體沿著橫滾、俯仰和偏航軸的加速度分量，在通過方向余弦矩陣變換到參考坐標(biāo)系對變換后的加速度積分，得到南北地速分量及經(jīng)緯度參數(shù)2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(xtng)-方塊圖2.

20、5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航(un xn do hn)系統(tǒng)共六十六頁捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)-方向(fngxing)余弦飛行器姿態(tài)(zti)沿載體坐標(biāo)系測定 通常希望確定飛行器相對各種不同坐標(biāo)系的姿態(tài) 從載體坐標(biāo)系到所希望的坐標(biāo)系的變換（方向余弦法或四元數(shù)法）方向余弦矩陣微分方程的推導(dǎo) 設(shè) S1 是固定坐標(biāo)系，單位矢量為i，j，k；S2 代表動坐標(biāo)系（比如和飛行器固連），單位矢量為 i，j，k 設(shè) 是沿著 S2 軸表示的 S2 相對 S1的角速度，C 是將 S2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到 S1 坐標(biāo)的方向余弦矩陣，即： 其中 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(xtng)-方向余弦求導(dǎo)對C 求導(dǎo)2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)

21、航(un xn do hn)系統(tǒng)共六十六頁捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)(xtng)-矩陣微分方程稱為角速度矢量(shling) 的斜對稱矩陣方向余弦矩陣微分方程式，含有 9 個一階微分方程2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺冗余(rn y) 二自由度陀螺復(fù)用采用重復(fù)(chngf)二自由度陀螺的捷聯(lián)平臺 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一般采用三個速率陀螺給出角速度信息。 如果采用二自由度陀螺的輸出，可利用角度增量信息獲得。對捷聯(lián)式平臺，采用兩個二自由度陀螺即可。 A 陀螺敏感角速度X、Y B 陀螺敏感角速度Y、Z 在 y 軸方向有兩個信號可用 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺(tulu)冗余 1最大可靠性 在實

22、際選擇時，為增加(zngji)可靠性，可選擇兩個以上的陀螺 多個陀螺的編排問題：1四陀螺最優(yōu)的系統(tǒng)編排 陀螺最優(yōu)編排需要考慮的三個問題 （1）最大系統(tǒng)可靠性。 非最優(yōu)排列，如 A 和 C 失效 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺(tulu)冗余 2測量誤差最?。?）陀螺(tulu)敏感軸的取向所引起的測量誤差要最小。 陀螺輸出信號：歸一化測量誤差： 當(dāng)= 0 時，歸一化測量誤差最小 當(dāng)所有陀螺敏感軸沿著飛行器的坐標(biāo)軸時，測量誤差最小 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺冗余 3計算(j sun)簡化（3）計算簡化，要求減小誤差和縮短(sudun)計算時間。 當(dāng)陀螺敏感軸沿著飛行器軸時

23、，角速度輸出不需要換算。 假定：如一個陀螺任何一個或兩個輸出失效，就認(rèn)為整個陀螺是失效的。 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺冗余(rn y) 最優(yōu)四陀螺編排四個二自由度陀螺的捷聯(lián)式慣性組合的最佳系統(tǒng)(xtng)編排： 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺(tulu)冗余 最優(yōu)測量方程(4)按以上(yshng)表格寫成如下測量方程 或簡記為2數(shù)據(jù)處理：角速度的獲得 利用重復(fù)測量，減少與各個陀螺相關(guān)的誤差影響 所用的是“最小二乘方數(shù)據(jù)處理”技術(shù)將上述測量方程重寫為2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺(tulu)冗余 最小二乘處理將上述(shngsh)測量方程重寫為R 的行比列多，故

24、無法找到一個滿足所有方程任一選定的都將產(chǎn)生解的誤差最小二乘誤差判據(jù)：選擇一，使得為最小值求上式 的導(dǎo)數(shù)，并取零，得2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁陀螺冗余(rn y) 最小二乘處理將上述四陀螺最優(yōu)編排方案對應(yīng)的 R(4) 矩陣(j zhn)參數(shù)代入得到用 P0 表示該方程及其相應(yīng)程序2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁故障(gzhng)檢測及處理 概述3 陀螺故障檢測(jin c)、鑒別和系統(tǒng)的重新編排 故障檢測 ：發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)慣性元件是否發(fā)生故障 故障鑒別 ：鑒別出失效的慣性元件 重新編排 ：根據(jù)損壞的陀螺情況，尋求新的系統(tǒng)方程計算程序 Pi 當(dāng)系統(tǒng)是由四個二自由度陀螺組成時，正常陀螺和失效

25、陀螺的排列狀態(tài)共有 16 種： 全部陀螺都正常(1)、一個陀螺失效(4)、兩個陀螺失效(6)、三個陀螺失效(4)、四個陀螺失效(1)所有狀態(tài)下都能進行故障檢測，但不是所有狀態(tài)下都能進行失效陀螺鑒別 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁故障檢測及處理 奇偶(q u)檢驗奇偶檢驗(jinyn)方程 當(dāng)四個二自由度陀螺工作都正常時，根據(jù)測量方程 有下列幾個條件成立 設(shè)兩個失效陀螺不發(fā)生相同故障或者即使是相同故障，但不在同一時間內(nèi)發(fā)生故障。則上面方程組中一個或幾個方程式將不能成立。 奇偶檢測方程 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁故障檢測(jin c)及處理 真值表配給每方程一個(y ) Ki方程式成立，Ki=0,方程不成立，Ki=1， 把可能的真值排列，構(gòu)成一個真值表 2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁故障檢測及處理(chl) 真值表分析12種可辨別的系統(tǒng)(xtng)狀態(tài) 11種能進行故障檢測和失效陀螺鑒別 余下的狀態(tài)只能檢測故障，而不能鑒別失效陀螺，系統(tǒng)已無法正常工作 一個或兩個陀螺失效時，P0已不適用，應(yīng)根據(jù)失效情況，尋求新的計算程序Pi2.5 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)共六十六頁故障檢測及處理