第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(-70)課件

第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)所謂導(dǎo)航，是指在某參考系內(nèi)將運動物體以一點引導(dǎo)到另一點的過程。慣性導(dǎo)航所要解決的基本問題是不斷確定載體的姿態(tài)、速度和位置。任何物質(zhì)的運動和變化，都是在空間和時間中進行的。物體的運動或靜止及其在空間的位置，是指它相對另一物體而言。這就是說，在描述物體的運動時，必須選定一個或幾個物體作為參考系。當物體對于參考系的位置有了變化時，就說明該物體發(fā)生了運動。慣性導(dǎo)航的基本原理，是根據(jù)牛頓運動定律，在載體內(nèi)部通過測定慣性力的大小來確定其運動加速度。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)所謂導(dǎo)航，是指在慣性導(dǎo)航是一種自主式導(dǎo)航，它軍用新機、民用新機、舊飛機設(shè)備改裝都要考慮配置的導(dǎo)航設(shè)備。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一、概述慣性導(dǎo)航是通過測量飛機的加速度（慣性），并自動進行積分運算，以獲得飛機即時速度和即時位置數(shù)據(jù)的一門綜合性技術(shù)。導(dǎo)航是引導(dǎo)飛機到達目的地的過程。飛機的導(dǎo)航系統(tǒng)有兩種工作狀態(tài)：提供導(dǎo)航信息，駕駛員根據(jù)提供的信息引導(dǎo)飛機沿規(guī)定的航線到達目的地；提供導(dǎo)航信息輸入飛機飛行自動控制系統(tǒng)，使飛機自動地沿規(guī)定航線飛行，后者構(gòu)成了制導(dǎo)系統(tǒng)。慣性導(dǎo)航是一種自主式導(dǎo)航，它軍用新機、民用新機、舊飛機設(shè)備改第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一、概述用一種叫加速度計的儀表測量到飛機（物體）的運動加速度后，飛機即時速度和即時位置可由下式獲得若初始時刻的初速度v0=0，初始位移S0=0，則有不管初始值v0與S0是否為零，在應(yīng)用上述速度和位移公式時均可計算出任何時刻的速度和任何一段時間內(nèi)飛機（物體）所飛過的路程。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一、概述第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一、概述第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一、概述第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一、概述實際慣導(dǎo)系統(tǒng)不僅能提供即時速度和即時位置，還可以測量飛機的姿態(tài)。在捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)中可提供多達35個參數(shù)，構(gòu)成慣性基準系統(tǒng)。35個參數(shù)中主要有：即時經(jīng)度和緯度；飛機地速，航跡角；飛機三個姿態(tài)角和角速度；沿機體軸的三個線加速度；垂直速度；慣性高度。此外，在由大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供真空速條件下，還輸出風(fēng)速風(fēng)向（角）等。慣導(dǎo)系統(tǒng)通常由慣性測量組件、計算機、控制顯示器等組成。慣性測量組件包括加速度計和陀螺儀慣性元件。三個陀螺儀用來測量飛機的沿三軸的轉(zhuǎn)動運動；三個加速度計用來測量飛機的平動運動的加速度。計算機根據(jù)加速度信號進行積分計算，還進行系統(tǒng)的標定、對準，以及進行機內(nèi)的檢測和管理。控制顯示器實時顯示導(dǎo)航參數(shù)。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一、概述第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識主要坐標系1、實用慣性坐標系地心慣性坐標系和地球坐標系2、地球坐標系第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識主要第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識主要坐標系地理坐標系3、地理坐標系4、機體坐標系機體坐標系第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識主要第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識地球經(jīng)度和緯度地軸與地球表面的交點為地球的兩極，通過地理南、北極的大圓弧叫做子午線或經(jīng)線，它是表示地理南北的方向線。子午線和地軸構(gòu)成的平面叫做子午面。通過格林威治天文臺的子午線為本初子午線，它與地軸構(gòu)成的平面為本初子午面。子午面與本初子午面之間的夾角叫做經(jīng)度。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識地第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識地球經(jīng)度和緯度通過地心并垂直于地軸的平面的大圓為赤道平面，赤道平面與地球表面的交線為赤道。赤道是緯線，且是一個大圓。凡是垂直于地軸的平面與地球表面的交線都是緯線。地垂線與赤道平面之間的夾角叫做緯度。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識地第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐乩碜鴺讼档慕^對角速度地理坐標系OENζ相對慣性坐標系的轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)包括兩個部分：相對角速度，它是由于飛機相對于地球運動而形成的；牽連角速度，它是地球相對慣性坐標系運動形成的。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐谖逭聭T性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐乩碜鴺讼档慕^對角速度飛行速度引起地理坐標系轉(zhuǎn)動飛行速度北向分量vN引起地理坐標系繞平行于地理東西方向的地心軸轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角速度為以飛機水平飛行的情況進行討論：設(shè)飛機所在地的緯度為，飛行高度為h，速度為v，航向角為ψ。把飛行速度分解為沿地理北向和地理東向兩個分量第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐谖逭聭T性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐乩碜鴺讼档慕^對角速度飛行速度引起地理坐標系轉(zhuǎn)動飛行速度東向分量vE引起地理坐標系繞地軸轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角速度為把上兩項平移到地理坐標系的原點，并投影到地理坐標系，可得上式表明，飛機飛行速度將引起地理坐標系的繞地理東向、北向和垂線方向相對地球坐標系轉(zhuǎn)動。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐谖逭聭T性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐乩碜鴺讼档慕^對角速度地球坐標系相對慣性坐標系的轉(zhuǎn)動角速度在地理坐標系上的投影為地球自轉(zhuǎn)角速度在地理坐標系上的投影上式表明，地球自轉(zhuǎn)也將引起地理坐標系繞地理北向和垂線方向相對慣性坐標系的轉(zhuǎn)動。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐谖逭聭T性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐乩碜鴺讼档慕^對角速度綜合考慮地球自轉(zhuǎn)和飛行速度的影響，得當?shù)氐乩碜鴺讼档慕^對角速度為地球自轉(zhuǎn)角速度在地理坐標系上的投影第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)二、有關(guān)知識當?shù)氐谖逭聭T性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速度計的類型加速度計是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的重要慣性元件，它用于測量飛機的線加速度，并輸出與加速度成比例的電信號。加速度計按檢測加速度質(zhì)量的運動方式分，有線加速度計和擺式加速度計。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速度計的類型加速度計的力學(xué)模型線加速度計在加速度作用下，敏感質(zhì)量沿加速度方向作位移運動。……當飛機沿輸入軸（敏感軸）方向以加速度a相對慣性空間運動時，敏感質(zhì)量將朝與加速度相反方向相對殼體位移，從而壓縮（或）拉伸彈簧。穩(wěn)態(tài)時有如下關(guān)系即穩(wěn)態(tài)時敏感質(zhì)量的相對位移量xA與飛機的加速度a成正比。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速度計的類型加速度計的力學(xué)模型在擺式加速度計中，檢測質(zhì)量做成單擺形式。當飛機有沿負x軸加速度a時，則敏感質(zhì)量擺感受到a引起的慣性力F=-ma，其方向與a相反。擺錘在F作用下，繞轉(zhuǎn)軸y產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩Ma和轉(zhuǎn)角a

。由于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動使彈簧變形而產(chǎn)生彈性力矩Ms=-ka，Ms與Ma方向相反。又由于擺錘偏離z軸方向，重力形成與彈性力矩方向相同的mglsinα力矩分量，擺式加速度計平衡如下圖所示。當穩(wěn)態(tài)時力矩平衡方程為第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速度計的類型加速度計的力學(xué)模型當α很小時，于是得式中m為擺錘質(zhì)量，k為彈性系數(shù)，均為常數(shù)，故得用傳感器輸出電壓，取u=k2α，可得輸出電壓為可見，只要測量出輸出電壓，就可知道被測加速度。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速度計的類型按加速度計活動系統(tǒng)的支承方式分類，可分為軸承支承擺式加速度計、撓性支承加速度計、懸浮（例如靜電、永磁體等）加速度計等。按加速度計信號傳感器的種類可分為電位計式加速度計、電容式加速度計、電感或差動變壓器式加速度計、振動弦式加速度計等。按測量方式分有開環(huán)加速度計和閉環(huán)加速度計（力反饋式加速度計）。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速度計的類型開環(huán)加速度計原理方框圖被測加速度活動系統(tǒng)信號傳感器放大器輸出電量開環(huán)加速度計不需要把輸出量反饋到輸入端（加速度計的活動系統(tǒng)）與輸入進行比較，對于每一個被測量的加速度值，便有一個輸出值與之對應(yīng)。為了滿足實際應(yīng)用的需要，開環(huán)加速度必須精確校準，要求在工作中校準值不發(fā)生變化。開環(huán)加速度計的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，容易維護。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速度計的類型閉環(huán)加速度計原理方框圖被測加速度活動系統(tǒng)信號傳感器放大器輸出電量力發(fā)生器（或力矩器）閉環(huán)加速度計又稱力反饋式加速度計，采用反饋原理，把輸出反饋到輸入端，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。具體說，被測加速度經(jīng)過檢測元件、信號傳感器、放大器等環(huán)節(jié)變成電信號，加到對活動系統(tǒng)有控制作用的力發(fā)生器（或力矩器），用力（或力矩）作為反饋量。閉環(huán)加速度計具有較強的抗干擾能力。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的加速度計都是閉環(huán)加速度計。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計加速第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計液浮擺式加速度計液浮擺式加速度計結(jié)構(gòu)示意圖具有反饋系統(tǒng)的擺式加速度計原理為了提高擺式加速度計的精度，采用液體懸浮技術(shù)。液體懸浮就是將浮子中性地懸浮在某種惰性液體中，使擺組件在液體中處于全浮狀態(tài)（浮力等于重力），擺組件支承中摩擦力矩幾乎為零，從而提高靈敏度，大大降低了擺組件的干擾力矩。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計液浮第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計撓性加速度計撓性加速度計撓性加速度計也是一種擺式加速度計，它與液浮擺式加速度計的區(qū)別在于，它的擺組件不是懸浮在液體中，而是用撓性桿支撐。檢測質(zhì)量用撓性桿與殼體相連。撓性桿是一種由彈性材料制成的彈性支承。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計撓性第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計撓性加速度計圓柱形撓性支承撓性加速度計原理電路第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)三、加速度計撓性第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題比力引力對加速度計測量的影響設(shè)加速度計檢測質(zhì)量m僅受到沿敏感軸（輸入端）方向的引力mG（G為引力加速度），則檢測質(zhì)量將沿引力作用方向相對殼體位移，拉伸彈簧。當位移達一定值時，彈簧形成的確彈簧力kxG（xG為位移量）恰與引力mG相等，穩(wěn)態(tài)時，有如下等式沿同一軸向的運動加速度矢量a和引力加速度矢量G引起檢測質(zhì)量位移的方向相反。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題比力比較兩圖，可見沿同一軸向的運動加速度矢量a和引力加速度矢量G引起檢測質(zhì)量位移的方向相反。因此當同時考慮運動加速度和引力加速度時，運用力學(xué)分析，在穩(wěn)態(tài)時，檢測質(zhì)量的位移為即位移量與（a-G）成正比。阻尼器僅起阻尼作用。借助于位移傳感器可將位移量變換成電信號，表明加速度計的輸出與（a-G）成正比。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題比力在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，把加速度計的輸入量（a-G）稱為比力。檢測質(zhì)量上所受包括外力（彈簧力F外）和引力mG，在慣導(dǎo)系統(tǒng)的力反饋式加速度計中，會產(chǎn)生反饋外力作用于活動檢測質(zhì)量（也記為F外），及引力mG，不管在哪種情況下，由牛頓第二定律均可得可見，比力f的大小與彈簧變形量成正比，所以加速度計實際感測的是比力。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題絕對加速度表達式動點q的位置矢量設(shè)飛機質(zhì)心q在地球表面附近運動，它在慣性參考系中的位置矢量為R，在地球坐標系中的位置矢量為r，而地心相對日心的位置矢量為R0。由圖中矢量關(guān)系，可寫出位置矢量方程：R=R0+r將上式對時間求一階導(dǎo)數(shù)，則有：根據(jù)矢量的絕對導(dǎo)數(shù)與相對導(dǎo)數(shù)的關(guān)系，可把等式右邊第二項寫成：第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題絕對加速度表達式動點q的位置矢量由此得到飛機絕對速度表達式為上式等號左邊代表飛機相對于慣性空間的速度，即飛機的絕對速度；等號右邊第一項是地球公轉(zhuǎn)引起的地心相對慣性空間的速度，它是飛機牽連速度的一部分；第二項是飛機相對地球的速度，即飛機的相對速度，它是相對地球飛行我們感興趣的導(dǎo)數(shù)參數(shù)；第三項是地球自轉(zhuǎn)引起的牽連點相對慣性空間的速度，它是飛機牽連速度的另一部分。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題絕對加速度表達式將上式對時間求一階導(dǎo)數(shù)，則有將二項代回原式，并認為ωie等于常數(shù)，得絕對加速度為對等式右第二、三項分別應(yīng)用絕對導(dǎo)數(shù)與相對導(dǎo)數(shù)關(guān)系，則有第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題絕對加速度表達式等式左邊代表飛機相對慣性空間的加速度，即飛機的絕對加速度；等式右邊第一項是地球公轉(zhuǎn)引起的地心相對慣性空間的加速度，它是飛機牽連加速度的一部分；第二項是飛機相對地球的加速度，即飛機的相對加速度；第四項是地球自轉(zhuǎn)引起的牽連點的向心加速度，它是飛機牽連加速度的一部分。第三項飛機的哥氏加速度；第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題導(dǎo)航的基本方程引力加速度G，是地球引力加速度Ge、月球引力加速度Gm、太陽引力加速度GS和其它天體引力加速度的矢量和，即由此可得加速度計檢測質(zhì)量敏感的比力為于檢測質(zhì)量屬于在地球表面附近的運動，并和地球一起繞太陽公轉(zhuǎn)，因而它也具有與地球相同的向心加速度，故而第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題導(dǎo)航的基本方程在地球表面附近，月球引力加速度的量值Gm≈3.9×10-6Ge；太陽系中距地球最近的是金星，其引力加速度約為1.9×10-8Ge

；太陽系的行星中質(zhì)量最大的是木星，其引力加速度約為3.7×10-8Ge

。至于太陽系外的其它星系，因距地球遙遠，其引力加速度更加微小。對于一般精度的慣導(dǎo)系統(tǒng)，月球及其它天體引力加速度的影響可略去不計。考慮這些關(guān)系，加速度計檢測質(zhì)量感測的比力可寫為第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題導(dǎo)航的基本方程上式中，der/dt為飛機相對地球的速度，用v代表；同時地球引力加速度Ge與地球自轉(zhuǎn)引起的向心加速度ωie×（ωie×r）形成地球重力加速度，有這樣，加速度計檢測質(zhì)量感測的比力為第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題導(dǎo)航的基本方程在慣導(dǎo)系統(tǒng)中，加速度計被安裝在飛機內(nèi)的某一測量坐標系中。例如，對平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)，安裝在與平臺固定的平臺坐標系中；對于捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)，直接安裝在飛機機體坐標系中。假設(shè)安裝加速度計的測量坐標系為p系，它相對地球坐標系的轉(zhuǎn)動角速度ωep，m則有于是，加速度計檢測質(zhì)量感測的比力表達式為此式稱為比力方程。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問題導(dǎo)航的基本方程為了標明相對速度v坐標系之間關(guān)系，以vep代表v，那么上式經(jīng)整理則有（等式左邊是飛機（測量坐標系）相對地球系的相對加速度，是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)要提取的信息；右邊第二項是測量坐標系相對地球轉(zhuǎn)動引起的向心加速度；第三項是飛機的相對速度；第三項的后一項是飛機相對速度與牽連角速度引起的哥氏加速度。）上二式是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本導(dǎo)航方程。令代入上式，得第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)四、加速度測量問第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本組成慣導(dǎo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)是以慣性導(dǎo)航平臺為核心組成慣導(dǎo)系統(tǒng)，它一般由慣性平臺、計算機和控制顯示器三個部件組成。平臺上裝有三個單自由度速率積分陀螺分別構(gòu)成三方穩(wěn)定平臺；在平臺上裝有三個加速度計，測量飛機以任意方向作加速度運動時的三個方向的加速度。通過對三個加速度測量值的處理和積分計算，便可得到需要的導(dǎo)航參數(shù)。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單通道慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單自由度慣導(dǎo)系統(tǒng)原理當飛機以加速度aN向北飛行時，地垂線的方向不斷變化，其變化的角速度為繞oxp負向，大小為vN/R。在飛機飛行過程中，平臺要保持在當?shù)厮矫鎯?nèi)，其法線也應(yīng)以角速度-（VN/R）跟蹤地垂線方向的變化。若這個系統(tǒng)各環(huán)節(jié)沒有誤差，開始時刻平臺嚴格地在當?shù)厮矫鎯?nèi)。為了做到平臺法線跟蹤當?shù)氐卮咕€方向變化，須對平臺上的陀螺力矩輸入一個與-（vN/R）成比例的指令，使平臺繞穩(wěn)定軸以-（VN/R）轉(zhuǎn)動，跟蹤輸入指令。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單通道慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單自由度慣導(dǎo)系統(tǒng)原理信號的具體傳遞過程是：加速度計AN以傳遞函數(shù)ka（kA），敏感加速度aN，并以電信號形式輸入積分器，積分器的傳遞系數(shù)為ku，積分后即得到飛機電信號的即時速度vN，此信號除以地球半徑R，就變?yōu)橛娠w機速度vN引起的地垂線在空間轉(zhuǎn)動角速度信號，此信號作為驅(qū)動的指令角速度，并以電流形式送入陀螺力矩器，使力矩器產(chǎn)生一個繞陀螺內(nèi)框軸的控制力矩。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單通道慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單自由度慣導(dǎo)系統(tǒng)原理再看陀螺內(nèi)框軸形成控制力矩后到平臺法線跟蹤地垂線的過程。陀螺在沿內(nèi)框軸力矩作用下，其信號傳感器產(chǎn)生與內(nèi)框轉(zhuǎn)角成比例的信號，經(jīng)放大校正，輸入穩(wěn)定電機，平臺將繞平臺穩(wěn)定軸轉(zhuǎn)動（陀螺在平臺上），實現(xiàn)平臺的跟蹤工作狀態(tài)。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單通道慣性導(dǎo)航系統(tǒng)平臺跟蹤地垂線加速度計敏感比力值第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單通道慣性導(dǎo)航系統(tǒng)單軸慣導(dǎo)系統(tǒng)的修正回路當飛機有加速度aN時，存在兩條并聯(lián)的前向回路，一條表示地垂線在空間的轉(zhuǎn)動，另一條代表平臺自動地跟蹤轉(zhuǎn)動。如果兩者不一致，將產(chǎn)生誤差角α，通過重力加速度g反饋到加速度計的輸入端，形成閉合回路。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的舒拉條件加速度作用下的物理擺物理擺運動方程為：地垂線空間變化角速度為當α為小角度時,利用上式可得第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的舒拉條件加速度作用下的物理擺如果適當選擇物理參數(shù),使得：可得令ωs2=g/R，上式微分方程的解為舒拉條件如果滿足舒拉條件,物理擺將不受加速度a影響，一直跟蹤地垂線?！趹T性導(dǎo)航系統(tǒng)中，只有通過調(diào)整修正回路的參數(shù)，舒拉原理才得以實現(xiàn)。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的舒拉條件由單軸慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，當要求αa=αb，即要求平臺誤差角α=0，上式變?yōu)樵讦羇=αb時，由此可得以下等式上式為修正回路應(yīng)滿足的方程，稱為舒拉調(diào)整條件。在滿足眥條件時，飛機在以后沿子午線等高飛行過程中，即使有加速度作用，平臺也不偏離當?shù)厮矫妫脚_轉(zhuǎn)動的角速度恰好等于地垂線改變的角速度。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)五、平臺式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)六、指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)及特點單自由度陀螺儀組成慣導(dǎo)系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)六、指北方位慣導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)六、指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)及特點指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的特點指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的平臺好像是一個綜合姿態(tài)傳感器，飛機的航向、俯仰、橫滾信號均可直接從框架環(huán)上拾取，相當一個地平方向儀，或稱高精度的全姿態(tài)傳感器，使用比較方便。由于平臺坐標系控制在地理坐標系內(nèi)，三個正交加速度計分別測出東向、北向、垂直方向的比力分量，利用這些信號推算導(dǎo)航參數(shù)，計算直觀、簡單。指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)方案的主要缺點是：由于平臺始終水平指北，在高緯度地區(qū)經(jīng)線密集，東西向速度會引起很大的經(jīng)度變化率，要求給方位陀螺施加過大的控制力矩，平臺跟蹤速度大，這給陀螺力矩器和平臺穩(wěn)定回路的設(shè)計都帶來困難。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)六、指北方位慣導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對準簡介飛機的速度和位置是由加速度的輸出經(jīng)積分得到的，要積分必須知道初始條件，比如初始速度和位置。在指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)中，平臺是測量加速度的基準，要求平臺處于預(yù)定的地理坐標系內(nèi)?？梢姂T導(dǎo)系統(tǒng)進入正常的導(dǎo)航工作狀態(tài)前，應(yīng)當首先解決積分運算的初始條件和平臺的初始取向。初始對準是應(yīng)用慣導(dǎo)的一個十分重要的問題。初始對準有靜基座對準和動基座對準。靜基座對準是指飛機在機場起飛前的慣導(dǎo)系統(tǒng)的對準問題。動基座對準是指飛機處于運動情況下的對準。平臺初始對準的主要任務(wù)是將平臺調(diào)整到所選定的導(dǎo)航坐標系的位置，例如指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)，則要求實際的平臺坐標系調(diào)整到與預(yù)定地理坐標系之間誤差角最小的位置。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對準簡介根據(jù)對準精度要求，初始對準過程分為粗對準和精對準。粗對準對精度沒有嚴格要求，但對準過程要求快，要求盡快地將平臺調(diào)整到某一精度范圍；精對準在粗對準的基礎(chǔ)上進行，提高對準精度是主要的。在滿足精度要求的基礎(chǔ)上縮短對準時間是初始對準面臨的主要矛盾，尤其是軍機，對準速度是一個重要指標。平臺初始對準的方法可分為兩類，其中一類是利用慣導(dǎo)系統(tǒng)本身的慣性元件—陀螺與加速度計測得信號，結(jié)合系統(tǒng)原理進行自動校準。它是一個閉環(huán)控制回路，依靠慣性元件的敏感重力加速度g和地球自轉(zhuǎn)角速度ωie的功能，自動調(diào)整平臺水平和北方向。另一類是引入外部基準，如可以通過光學(xué)或機電方法，將外部參考系引入平臺，使平臺對準在外部提供的基準上。在精對準過程中，一般先進行水平對準，然后進行方位對準，在水平對準過程中，方位陀螺不參加對準工作，在水平對準的基礎(chǔ)上再進行方位對準。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對準簡介平臺水平粗對準的過程是，當平臺不水平時，平臺臺面與真實水平面之間出現(xiàn)誤差角，平臺上的加速度計感測重力加速度的正弦分量，并輸出與分量成比例的電信號，經(jīng)直流放大器送到陀螺力矩器，陀螺的輸出信號經(jīng)放大校正后進入穩(wěn)定電機，穩(wěn)定電機帶動平臺，向減少誤差角的方向轉(zhuǎn)動。當平臺誤差減少到加速度感測閥值以內(nèi)時，即平臺誤差角達到地定精度范圍內(nèi)時，加速度計輸出信號為零，陀螺輸出消失，平臺停止轉(zhuǎn)動，這樣平臺便自動對準到具有一定水平的精度范圍內(nèi)，上述粗對準信號傳遞過程與單通道慣導(dǎo)系統(tǒng)有加速度時的信號傳遞過程相同。實際應(yīng)用慣導(dǎo)系統(tǒng)，飛機在停機坪，系統(tǒng)啟動后，平臺被大體鎖定在飛機機體坐標系內(nèi)，但平臺不一定在水平面內(nèi)。粗對準回路信號不經(jīng)過計算機計算，且影響調(diào)整平臺精度的許多因素都未被考慮，因而調(diào)整平臺精度不高，主要強調(diào)平臺快速接近水平，也稱快速模擬調(diào)水平。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對準簡介水平精對準與粗對準回路相比，信號流程基本相同，區(qū)別僅在于加給陀螺力矩器的控制信號要經(jīng)過計算機計算。計算機的輸入信號除了加速度計信號外，還要求輸入陀螺漂移誤差、地球半徑、地球自轉(zhuǎn)角速度和當?shù)鼐暥鹊葏?shù)。北向加速度和東向陀螺組成的水平回路誤差圖第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)初始對準簡介方位對準是在水平對準基礎(chǔ)上進行的，方位對準的目的是平臺方位與地理北一致。在水平對準過程中利用了重力加速度矢量使平臺跟蹤當?shù)厮矫?，方位對準則是利用地球自轉(zhuǎn)矢量使平臺跟蹤地球北向。東向加速度和北向陀螺組成的水平回路誤差圖第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)七、平臺式慣導(dǎo)系第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)是將慣性元件（陀螺和加速度計）直接固聯(lián)在飛機上的慣導(dǎo)系統(tǒng)。“Strap”有捆扎的意思，“捷聯(lián)”原文是“Strapdown”，有捆扎上即“直接固聯(lián)”的意思。從結(jié)構(gòu)上說，捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)與平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)的主要區(qū)別是前者去掉實體的慣導(dǎo)平臺，而將完成平臺功能的職能存儲在計算機內(nèi)，構(gòu)成所謂的“數(shù)學(xué)平臺”。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理二維坐標系旋轉(zhuǎn)右圖中兩套坐標系，OXY和Oxy。設(shè)開始時兩坐標系重合，當Oxy繞公共點O逆時針轉(zhuǎn)過θ角后，兩坐標系不再重合；設(shè)OM保持不動，由于Oxy的旋轉(zhuǎn)，OM在OXY坐標系中有坐標X，Y，在Oxy坐標系中有坐標x，y。由圖得用矩陣排列一下，得第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理二維坐標系旋轉(zhuǎn)說明只要知道Oxy坐標旋轉(zhuǎn)的角度θ，則可將單位向量進行互換。相應(yīng)地變換為若令那么且有由此可見，經(jīng)由變換矩陣A可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)坐標系之間的坐標變換。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理在慣導(dǎo)技術(shù)中，遇到的是三維坐標系的變換問題，常將坐標系oxyz依附于飛機，即為機體坐標系；OXYZ代表參考坐標系，即可選定為導(dǎo)航坐標系。飛機在空間的轉(zhuǎn)動是三維運動，可選用三個獨立的角度來表示它相對參考系的位置。因此，可通過一個正交矩陣Cbn進行oxyz與OXYZ坐標系之間三維坐標變換，即存在第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理載體加速度計組件陀螺儀組件誤差補償由載體坐標系至“平臺”坐標系列的方向余弦矩陣導(dǎo)航計算姿態(tài)矩陣計算姿態(tài)計算顯示器沿“平臺”坐標系比力分量“平臺”轉(zhuǎn)動速率方向余弦矩陣元素位置速度方向余弦矩陣元素姿態(tài)方位數(shù)字平臺計算機捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)原理圖第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理在捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)中，加速度信息的坐標變換、姿態(tài)矩陣計算、姿態(tài)角和航向角的提取，這三項功能都在計算機里完成，起著物理平臺的作用，構(gòu)成所謂的“數(shù)學(xué)平臺”。由于慣性測量組件直接安裝在運載體（飛機）上，工作環(huán)境惡劣，要求它在飛機振動、沖擊、溫度變化等條件下仍能正確測量，參數(shù)和性能有高的穩(wěn)定性，故對慣性元件要求比平臺高。運載體的復(fù)雜運動包括角運動都將直接作用在慣性元件上，由此會產(chǎn)生多項誤差，因此，在捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)中需要采取誤差補償措施。平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)為提高可靠性，采用相同的兩套系統(tǒng)，而捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)則采用多慣性元件，構(gòu)成余度系統(tǒng)。由于采用了余度技術(shù)，增加了慣性元件故障的容許次數(shù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)激光陀螺慣性基準系統(tǒng)波音７３７－３００飛機慣性基準系統(tǒng)組成飛行管理系統(tǒng)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)飛機系統(tǒng)慣性基準系統(tǒng)顯示組件方式選擇組件數(shù)／模轉(zhuǎn)換器（１）慣性基準組件（１）真航向、磁航向飛機姿態(tài)慣性基準系統(tǒng)慣性基準組件（２）數(shù)／模轉(zhuǎn)換器（２）高度、垂直速度角速度線加速度即時位置地速、航跡角風(fēng)矢量第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)激光陀螺慣性基準系統(tǒng)波音７５７、７６７飛機慣性基準系統(tǒng)組成飛行管理系統(tǒng)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)飛機系統(tǒng)慣性基準方式板（左）慣性基準組件真航向、磁航向飛機姿態(tài)慣性基準系統(tǒng)（中）慣性基準組件高度、垂直速度角速度線加速度即時位置地速、航跡角風(fēng)矢量（右）慣性基準組件初始化數(shù)據(jù)氣壓高度、真空速、高度速率第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)激光陀螺慣性基準系統(tǒng)慣性基準組件外形慣性基準組件是慣性基準系統(tǒng)的重要組件。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)激光陀螺慣性基準系統(tǒng)慣性傳感器裝置慣性基準組件內(nèi)部主要有：固聯(lián)于箱體上分別沿飛機機體軸安裝的三個激光陀螺、三個撓性加速度計組成的慣性組件。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)激光陀螺慣性基準系統(tǒng)慣性傳感器在飛機上的安裝慣性組件在不同型號飛機上安裝的相對關(guān)系。第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)八、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)第五章慣性導(dǎo)航系統(tǒng)電子姿態(tài)指引儀電子水平狀態(tài)指示器垂直速度指示器無線電距離磁指示器大氣數(shù)據(jù)計算機氣象雷達姿態(tài)、航向、航跡風(fēng)速、風(fēng)向偏航角三軸速度／加速度慣性垂直速度數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)搜集系統(tǒng)組件高度真空速高度速率經(jīng)度、緯度風(fēng)速、風(fēng)向偏流角飛行路徑角慣性垂直速度地速加速度慣性基準組件防滑自動剎車系統(tǒng)飛行管理計算機近地警告系統(tǒng)飛行控制計算機偏航阻尼器推力管理計算機慣性基準方式板姿態(tài)起始位置位置三軸速度、加速度磁航向真航向姿態(tài)磁