東南大學(xué)導(dǎo)航定位與控制考試復(fù)習(xí)整理

1、2017-2018-3東南大學(xué)導(dǎo)航定位與控制考試復(fù)習(xí)整理（我叫雷鋒，希望大家下載一下支持我似后會(huì)發(fā)更多東西）無(wú)線電導(dǎo)航優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不受時(shí)間、天氣限制，精度高，測(cè)速快，可靠性高；缺點(diǎn)：易受大氣、工業(yè)、人工干擾，設(shè)備復(fù)雜。導(dǎo)航覆蓋面與定位精度間矛盾。北斗與GPS的比較a）覆蓋范圍北斗：覆蓋我國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)GPS :覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)b）衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性北斗：2 + 1顆地球同步衛(wèi)星GPS :在6個(gè)軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星c）定位原理北斗：主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航GPS :被動(dòng)式單向測(cè)距三維導(dǎo)航d）定位精度GPS比北斗定位精度高e）用戶容量GPS :用戶數(shù)量不受限制北斗：用戶數(shù)量有限f）

2、生存能力GPS :隱蔽性好，用戶接收機(jī)完成信號(hào)處理與定位北斗：隱蔽性差，設(shè)有北斗地面監(jiān)測(cè)站g）實(shí)時(shí)性GPS :實(shí)時(shí)定位速度快，一秒即完成定位h）通訊功能GPS:用戶間，用戶和地面系統(tǒng)間無(wú)法通訊北斗：簡(jiǎn)短報(bào)文，通信的容量和速度有限i）高動(dòng)態(tài)GPS :連續(xù)提供動(dòng)態(tài)目標(biāo)的三維位置、三維速度和時(shí)間信息北斗：難以實(shí)現(xiàn)諸如飛機(jī)、導(dǎo)彈等高速載體的導(dǎo)航j(luò)）自主性GPS :無(wú)源系統(tǒng)北斗：有源系統(tǒng)k）壽命周期GPS衛(wèi)星壽命長(zhǎng)3.絕對(duì)定位相對(duì)定位4.雙曲線導(dǎo)航：測(cè)距差第二近似：把地球看做旋轉(zhuǎn)橢球，足夠精確坐標(biāo)變換（P64）哥氏加速度方向判斷右手定則進(jìn)動(dòng)性（P71）陀螺儀主軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向與外力矩向量垂直并試圖使主軸以最短

3、途徑向外力矩向靠 攏。自由陀螺儀的視運(yùn)動(dòng)（P96）a）安裝在地球表面上，陀螺儀主軸繞平行于地極軸的軸做相對(duì)于地球的錐頂角為2fai 的圓錐運(yùn)動(dòng)。b）陀螺儀安裝在赤道上，主軸與地極軸平行，則觀察不到表觀運(yùn)動(dòng)。c）陀螺儀安裝在赤道上，主軸水平指東，每24h繞子午線相平行的軸旋轉(zhuǎn)一周，與 地球自轉(zhuǎn)反向。d）陀螺儀安裝在北極，主軸在水平面上，每24h順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周。單自由度陀螺儀能敏感基座旋轉(zhuǎn)角速度，為什么二自由度陀螺儀不能（P109）單自由度陀螺儀與二自由度陀螺儀相比少了一個(gè)框架也就是少了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。 二自由度陀螺儀基座無(wú)論是繞轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸、內(nèi)框軸、外框軸轉(zhuǎn)動(dòng)，都不會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是說(shuō)，

4、內(nèi)外框架組成的裝置起到了角運(yùn)動(dòng)隔離作用，把基座角運(yùn)動(dòng) 與轉(zhuǎn)子角運(yùn)動(dòng)隔離開(kāi)來(lái)。陀螺儀自轉(zhuǎn)軸處于穩(wěn)定狀態(tài)，基座轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它不會(huì)改變?cè)?先穩(wěn)定的狀態(tài)。單自由度陀螺儀：當(dāng)基座繞y0軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于該軸上沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，基座轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，通過(guò)框架軸上的一對(duì)支承帶動(dòng)框架和轉(zhuǎn)子一起運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)迫陀螺儀轉(zhuǎn)動(dòng)。陀螺儀 自轉(zhuǎn)軸力圖保持原來(lái)的方位不變，一對(duì)支承上就有推力 作用于框架軸兩端，形成 推力矩作用在陀螺儀，方向沿Y0正向。由于陀螺儀繞框架軸有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，于是 外力矩強(qiáng)迫陀螺儀產(chǎn)生繞框架軸的進(jìn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)角速度。沿框架軸x的方向，自轉(zhuǎn) 軸z趨向于與y0軸重合。如果基座轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，則進(jìn)動(dòng)角速度的方向也相反。當(dāng)陀螺儀繞無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)自

5、由度的軸的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將迫使陀螺儀運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子軸繞框架軸 產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子軸趨向于與基座轉(zhuǎn)動(dòng)角速度方向重合。音叉式陀螺儀工作原理音叉式硅微機(jī)電陀螺儀工作時(shí)，在固定梳齒上施加 帶直流偏置的交流電壓時(shí)，靜、動(dòng)齒間形成梳齒電 容，并在動(dòng)齒上形成x方向的靜電驅(qū)動(dòng)力。在該驅(qū)動(dòng) 力的作用下，兩質(zhì)量塊沿X軸作相向或相背線振動(dòng)，當(dāng)有沿V方向的角速率輸入時(shí)，產(chǎn)生哥氏力作用于兩 質(zhì)量塊，使它們沿2軸做周期性的交錯(cuò)振動(dòng)，從而引 起質(zhì)量塊與基座之間的電容變化。而電容量的變化反映了輸入角速率的值。通過(guò)檢測(cè)電 容變化量的大小，可獲得輸入的角速率值.在理想情 況下，該電容的變化量正比于輸入角速率的值。此外，音叉式硅微機(jī)電陀螺

6、儀作為一種雙質(zhì)量陀螺儀， 通過(guò)質(zhì)量塊相向或相背的運(yùn)動(dòng)，輸出差動(dòng)信號(hào)，從而 能夠有效消除軸向外加速度等共模干擾的影響。12.薩克奈克效應(yīng)13.平臺(tái)慣導(dǎo)、捷聯(lián)慣導(dǎo)慣導(dǎo)平臺(tái)-模擬一個(gè)導(dǎo)航坐標(biāo)系，把加速度計(jì)的測(cè)量軸穩(wěn)定在導(dǎo)航坐標(biāo) 系，并用模擬的方法給出載體的姿態(tài)和方位信息。為了克服作用在平臺(tái)上的各種干擾力矩，平臺(tái)必須有以陀螺 儀作為敏感元件的穩(wěn)定回路。為了使平臺(tái)能跟蹤導(dǎo)航坐標(biāo)系在慣性空間的轉(zhuǎn)動(dòng)，平臺(tái)還必 須有從加速度計(jì)到計(jì)算機(jī)再到陀螺儀并通過(guò)穩(wěn)定回路形成的 跟蹤回路捷聯(lián)式慣導(dǎo)是把加速度計(jì)和陀螺儀直接固連在載體0慣導(dǎo)平臺(tái)的功能由計(jì)算機(jī)來(lái)完成，有時(shí)也稱作其一，把加速度計(jì)沿載體系各軸的輸出轉(zhuǎn)換到導(dǎo)航坐標(biāo)系， 經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)就可按平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)解算原理計(jì) 算載體的速度，位置；其二，建立和修正姿態(tài)矩陣，并計(jì)算出載體的姿態(tài)角。14.比力及比力方程加速度計(jì)測(cè)量的是相對(duì)于慣性空間的絕對(duì)加速度與引力加速度之差。15.為什么組合GPS/慣導(dǎo)？慣性導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)：不依賴于外界信息，自主地導(dǎo)航，能提供多種導(dǎo)航信息，短時(shí)間定位精度高 于GPS缺點(diǎn)：定位誤差隨時(shí)間積累GPS優(yōu)點(diǎn)：全球、全天候、全時(shí)段、多維連續(xù)定位、精度不隨時(shí)間變化缺點(diǎn)：非自主式系統(tǒng)，不能提供載體姿態(tài)等導(dǎo)航參數(shù)，傳播容易受干擾，使精度有 所下降GPS、慣導(dǎo)各