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某型惯性导航系统偏航距误差大的原因及解决措施作者：姚金彪唐福军来源：《航空维修与工程》2021年第06期摘要：某型惯性导航系统在飞机上时有故障发生，导航精度差是较为其中突出的故障类型，其中偏航距误差大最为典型。
为解决该系统在机上偏航距误差大的问题，通过建立偏航距计算模型，查找偏航距的误差源，从而提出相应的解决措施，提高惯导的导航精度。
关键词：导航精度；偏航距；误差源Keywords：navigation precision；yaw distance；error source0 引言某型惯性导航系统是飞机上重要的导航设备，能自主地为飞行提供速度、位置、方位等导航信息，引导飞机飞向当前航线的目标点，其中偏航距是惯导引导飞行时提供的最基本导航参数，指示飞机的实际航线偏离计划航线的距离。
在实际工程應用中，经常出现偏航距误差大故障，导致飞机偏离预定航线，严重影响飞行安全。
针对此现象，本文从惯导实际维修出发，分析故障产生的原因，并提出有效的解决措施。
1 偏航距的计算模型和误差源1.1 飞行航线的选择惯导在进行导航解算时，采用大圆航线法计算飞行航线，即在地球表面上从一点飞行到另一点时，沿过此两点的大圆劣弧段飞行。
球面上两点之间的最短距离指经过两点的大圆在这两点间的一段劣弧的长度，该弧长称为两点的球面距离，通常情况下飞机尽可能沿着该圆弧航线航行，该航线称为大圆航线，因大圆航线是两点之间的最短航线，也称最优航线。
理论上，两点之间的大圆航线是一条空间曲线，由沿途无数个中间点组成，但在实际中不可能解算无数个点的坐标，因此一般用折线来近似代表这条曲线，如图1所示，该曲线为A、F之间的一条大圆线，弦线法即指按照一定的经度间隔计算出航线上相应的中间点B、C、D、E等的纬度。
将这些点连接起来，形成的折线即是近似的大圆航线的轨迹，这些点又叫航路点，航路点是实际飞行计划中的各个转向点，包括起点和到达点，引导飞机依次飞向航线中的各个航路点。
导航工程技术专业实操惯性导航系统的调试与校准导航工程技术专业的学生在实际操作中需要了解和掌握惯性导航系统的调试与校准方法。
惯性导航系统是一种重要的导航设备，利用加速度计和陀螺仪等传感器来测量和计算飞行器、船舶或车辆的速度、角度和位置。
它具有自主性强、精度高、适应性广等特点，在航空航天、海洋探测、导弹制导等领域具有广泛的应用。
一、惯性导航系统调试惯性导航系统调试是指在系统安装和运行之前，通过连接、设置和调试各个组件，确保系统的正常工作。
惯性导航系统由加速度计、陀螺仪和信号处理单元组成。
在调试过程中，首先要连接各个组件，并正确接入电源。
接下来，需要进行系统状态检测，确保各个传感器工作正常。
接着，进行信号质量检测和噪声检测，保证信号的准确度和稳定性。
最后，进行系统校准和标定，以提高系统的精确度和可靠性。
二、惯性导航系统校准惯性导航系统的校准是为了消除或校正传感器误差、提高导航系统的精密定位能力。
校准分为静态校准和动态校准，其中静态校准又包括零偏校准和刻度因子校准。
1. 零偏校准零偏是指传感器输出在无输入或无运动状态下的非零输出。
在静态校准时，需要将传感器置于无运动状态，并记录输出的零偏值。
通过零偏校准可以消除传感器的初始误差，提高测量准确度。
2. 刻度因子校准刻度因子是指传感器输出与实际输入之间的比例关系。
在静态校准中，通过施加已知幅值的输入信号，并记录传感器输出，可以计算刻度因子。
刻度因子校准可以修正传感器的放大倍数偏差，提高测量的准确性。
3. 动态校准动态校准是在运动状态下进行的校准。
通过在不同方向上的加速度和角速度变化，在运动过程中校准惯性导航系统。
动态校准可以消除因惯性导航系统在实际应用中遇到的运动误差和地球自转效应等因素对导航精度的影响。
三、惯性导航系统调试与校准注意事项在进行惯性导航系统调试与校准时，需要注意以下事项：1. 环境干净静止：避免外界干扰和仪器漂移，确保数据的可靠性和准确性。
2. 合理选择校准模式：根据实际应用需求，选择静态校准或动态校准。
A320飞机惯性导航系统校准分析与维护A320飞机惯性导航系统校准分析与维护惯性导航是指利用惯性敏感元件测量航行体相对于惯性空间的线运动和角运动参数，在给定初始条件的情况下，由计算机推算出航行体的姿态、方位、速度、位置等导航参数，以引导航行体完成预定航行任务。
这种建立在牛顿力学基础上的导航方法不依赖于任何外界信息，不受自然或人为因素的干扰，具有很好的隐蔽性，在航海、航空、航天等领域得到了广泛应用。
惯性导航由于采用积分计算，其定位误差随时间而积累。
目前普遍采用将惯性导航与其他种类的导航相组合的办法，这种组合能取各种导航方法之长，大大提高导航系统整体的定位精度和性能，是一种较为理想的导航方式。
我公司执管A320系列飞机采用惯性导航、无线电导航或惯性导航、卫星导航的组合导航方式，其中惯性导航系统采用捷联式惯性导航系统。
系统的核心部件为三个惯性基准组件(IR)，每个惯性基准组件已与相应的大气数据基准组件(ADR)组合在一起，称为大气数据惯性基准组件(ADIRU)。
每个IR内均有三个激光陀螺和三个加速度计，分别用来测量绕飞机三轴的角加速度和沿飞机三轴的线加速度，测得的加速度信号经微处理器计算后，可以得到飞机各种各样的导航参数，这些参数一方面在各种显示仪表上显示，供飞行人员使用，另一方面传送至其他许多系统和设备，以完成特定的功能。
每套惯性导航系统均有两种工作方式，导航方式和姿态方式。
导航方式是系统的正常工作方式，系统能提供全部的导航参数;姿态方式是系统导航计算功能失效后的减精度工作方式，此时系统仅能提供飞机的姿态和航向信息。
惯性导航系统进入导航工作方式前，必须进行校准。
这是因为惯导系统采用的是积分计算，在进行计算前，系统必须知道飞机的初始状态。
在校准过程中，系统寻找飞机所在处的地垂线，并确定当地的真北方位，从而获得飞机的初始姿态和初始方位信息。
惯性导航系统通常有两种校准方式，正常校准和快速校准(又称反转校准)。
导航工程技术专业学习技巧惯性导航系统性能评估与改进方法导航工程技术专业学习技巧：惯性导航系统性能评估与改进方法导航工程技术专业是一个涵盖航空、航海、导弹和卫星等领域的学科门类，其中惯性导航系统是一种核心技术，广泛应用于航空航天领域。
在学习导航工程技术专业过程中，学习者需要掌握一系列技巧来提高对惯性导航系统的理解和应用能力，以评估和改进其性能。
本文将介绍一些学习导航工程技术专业的技巧，并探讨惯性导航系统性能评估与改进的方法。
一、学习导航工程技术专业的技巧1. 深入学习基础知识：学习导航工程技术专业，需要基于数学、物理、计算机等学科的基础知识。
学习者应深入学习相关学科的基础知识，建立坚实的理论基础，为后续学习打下良好的基础。
2. 注重实践和应用：导航工程技术专业是一个实践性很强的学科，在学习过程中，学习者应注重实践，进行实验和模拟操作，加深对理论知识的理解，并掌握实际应用技巧。
3. 深入研究领域前沿：导航工程技术领域在不断发展和创新，学习者应关注领域内的最新研究成果和技术发展动态，了解前沿技术，拓宽专业视野。
4. 多样化学习方式：学习者可以通过阅读专业书籍、参加课程、参与学术研讨会等多种方式获取知识。
此外，与同行进行交流和讨论也是一个很好的学习方式，可以促进思维的碰撞和知识的共享。
二、惯性导航系统性能评估方法惯性导航系统是一种基于物体的自旋、加速度和角加速度等测量数据来估计位置、速度和姿态信息的技术。
为了评估惯性导航系统的性能，可以采用以下方法：1. 跟踪误差分析：通过跟踪误差分析，可以评估惯性导航系统输出的位置、速度和姿态信息与真实值之间的差异。
可以利用数学模型和统计方法来分析误差的来源和特性，并提出相应的校准和改进方法。
2. 精度评估：精度评估是评估惯性导航系统的测量精度和定位准确度。
可以利用标准测试场地或者真实环境进行实地测试，与其他参考导航系统进行对比分析，从而评估系统的精度水平。
3. 敏感性分析：敏感性分析是评估惯性导航系统对不同误差源的敏感程度。
某型惯性导航系统地速超差故障分析摘要：惯导系统广泛应用于各类飞行器上，为飞行器提供姿态、航向、地速以及加速度等重要参数。
某型飞机机轮刹车系统引用惯导地速，并结合飞机的轮速设计了轮速比对逻辑，用于在飞机滑行过程中进行系统自检。
在飞机试飞过程中，由于激发了轮速比对逻辑引发了刹车系统故障，对轮速比对逻辑进行了深入研究，发现了该逻辑的设计缺陷，提出了改进建议，供飞机设计优化使用。
本文主要分析某型惯性导航系统地速超差故障。
关键词：惯导；地速；超差；故障树引言惯导能自主确定飞机的状态矢量并为飞行提供导航支持，已成为飞机上不可缺少的机载电子设备，其工作稳定性和导航信息的精度直接关系到飞行任务的顺利完成。
在实际使用过程中，某型惯导经常出现地速超差的故障，致使整个惯导系统精度超差。
1、惯导地速超差判读经统计，该型惯导的地速超差故障主要表现为飞行准备、滑行过程或着陆后停车检查地速超差，为找到地速超差的原因，需首先对地速的数据形式和超差判断方法进行针对性的分析。
1.1反映地速的数据形式该型惯导地速数据的读取方式有两种：一是在飞机平显或下显画面上直接读取地速数据；二是通过一线或二线检测设备读取计算模块存储的数据，观察反映加速度随时间变化的脉冲数以及计算得到的三轴速度Vx、Vy、Vz的数值。
1.2超差判断方法机上判断机上可从平显或下显画面上观察地速数值，若出现以下情况，则可判定为惯导地速超差：飞行准备阶段，导航后地速显示不为零或出现大幅跳变；飞机着陆停车后，地速明显大于11.9km/h；飞机滑行过程中，显示地速与实际速度差异大。
地面或修理中判断在地面上，通过一线检测设备，调取惯导内存数据，检查加计脉冲数据，观察是否有大的数据跳变，以及观察Vx和Vy的计算数值、Vx和Vy的单轴数据是否均不超过0.8m/s，若超过可判定为地速超差。
在实验室，通过二线检测设备对惯导通电复测，静态和动态下检查其导航性能，若导航前15min和导航1h性能均达不到低于0.8m/s的技术指标，可判定为惯导地速超差。
导航工程技术专业实操惯性导航系统的误差分析与校正导航工程技术专业涉及到许多重要的导航系统，其中之一就是惯性导航系统。
惯性导航系统是一种可以独立运行的导航系统，通过测量和计算物体的加速度和角速度来确定位置和方向。
然而，惯性导航系统存在着一定的误差，这些误差需要进行分析和校正，以确保导航的准确性和可靠性。
一、误差来源与分类惯性导航系统的误差主要来自于两个方面：传感器误差和初始值误差。
传感器误差是由于惯性传感器本身的不完美性能引起的，包括随机误差和系统误差。
随机误差是在测量中出现的偶然误差，一般可通过多次测量求平均值来减小；系统误差是固定的、与物理因素相关的常数误差，一般可通过校正来减小。
初始值误差是由于系统初始状态的不准确引起的，包括位置误差和姿态误差。
二、误差分析1.传感器误差分析传感器误差是惯性导航系统中最主要的误差来源之一。
对于加速度计和陀螺仪这两种常用的传感器，需要对其误差进行分析和研究。
加速度计的误差主要包括刻度因子误差、偏置误差和温度误差等。
陀螺仪的误差主要包括零偏误差、刻度因子误差和温度误差等。
通过实验和数据处理，可以确定传感器误差的大小和特征，并为后续的误差校正提供依据。
2.初始值误差分析初始值误差是惯性导航系统中由于初始状态不准确引起的误差。
对于位置误差，可以通过其他导航系统的辅助定位来进行校正。
例如，可以利用全球定位系统（GPS）提供的位置信息来校正初始位置误差。
对于姿态误差，可以利用陀螺仪提供的角速度测量值来进行校正。
通过比较惯性导航系统的测量结果与辅助定位系统的结果，可以计算出初始值误差，并进行修正。
三、误差校正方法误差校正是惯性导航系统中非常重要的一步，它可以通过多种方法来实现。
常用的误差校正方法包括零偏校正、温度校正、刻度因子校正等。
零偏校正是通过对传感器的输出进行标定，确定其零偏值，并在测量中进行相应的修正。
温度校正是通过对传感器输出的温度特性进行建模，校正温度引起的误差。
导航工程技术专业教师教案惯性导航系统设计与调试实验设计导航工程技术专业教师教案：惯性导航系统设计与调试实验设计一、实验目的本实验旨在通过设计和调试惯性导航系统，让学生了解惯性导航系统的工作原理、设计流程和调试过程，培养学生的工程设计和实际操作能力。
二、实验设备1. 惯性导航系统硬件设备：包括加速度计和陀螺仪等传感器，微处理器单元，显示屏和键盘等。
2. 相关软件：包括编程软件和仿真软件等。
3. 电源和连接线等实验辅助设备。
三、实验内容1. 系统设计阶段（1）确定系统功能要求：根据实际需求，确定系统的功能要求，包括定位精度、稳定性和可靠性等。
（2）选择硬件设备：根据功能要求和实验条件，选择合适的传感器、微处理器单元和显示设备等硬件设备。
（3）设计系统电路：根据硬件设备的选型和连接要求，设计系统的电路连接。
（4）编写程序代码：根据系统功能要求，编写相应的程序代码，实现数据采集、数据处理和显示等功能。
2. 系统调试阶段（1）电路连接检查：检查系统的电路连接是否正确，是否存在接线错误或松动的问题。
（2）传感器校准：根据传感器的参数和实际环境，进行传感器的校准，以提高系统的测量精度。
（3）程序调试：通过逐步调试程序代码，检查数据采集、数据处理和显示等功能是否正常工作。
（4）系统性能评估：对设计好的惯性导航系统进行性能评估，包括定位精度、稳定性和可靠性等指标的评估。
四、实验步骤1. 系统设计阶段（1）阅读相关文献和教材，了解惯性导航系统的原理和设计方法。
（2）根据实验要求和系统功能要求，进行系统功能的规划和设计。
（3）选择合适的硬件设备，并进行电路设计和连接。
（4）编写程序代码，实现系统功能要求。
2. 系统调试阶段（1）检查电路连接是否正确，确保各个硬件设备能够正常工作。
（2）根据传感器的参数和实际环境，进行传感器的校准。
（3）逐步调试程序代码，检查系统功能是否正常。
（4）对系统进行性能评估，分析系统的定位精度、稳定性和可靠性等指标。
