惯性导航系统（INS）在无人船上的应用

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发布时间：2020-05-14
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　　随着十九大报告“海洋强国”战略的提出，无人船的发展迅猛。无人船是一种由动力驱动、无人驾驶、具备自导航特性的水面船只。具有成本低、重量轻、体积小、适应性强等优点。在军用、民用领域得到广泛应用。在战争中，无人船能够携带多种武器设备，实现侦查，干扰等军事任务；在民用中，无人船可以实现定线巡航、测深、辅助通信、拍照取证等海事执法任务。
　　无人船的关键技术在于信息感知，通信导航及自我控制。其中准确获取无人船航行姿态角或姿态矩阵，是无人船导航与制导控制的基础，决定了无人船速度与位置的导航与制导精度，从而影响其自主航行。航行中的姿态包括：航向角、纵倾角和横倾角，以及横摇、纵摇、升沉等信息。准确测量无人船的航向角、纵倾角和滚转角等信息是实现无人船姿态控制的前提。安装惯导系统、GNSS和磁传感器等装置可获取船体的实时资态信息，实现对船体的精准控制。
　　惯导系统是根据力学原理进行的测量，不需要借助外界条件，可在全球范围内和任何介质环境里自主地、隐蔽地、连续地、稳定可靠地进行三维定位定向。无人船的姿态确定主要依靠惯导系统来实现。惯导系统主要包括加速度计和陀螺仪。无人船相对于惯性坐标系的转动可以利用陀螺敏感器来检测；无人船的转动用于确定加速度计在每一时刻的方位。通过这两种测量的组合，可以确定无人船载惯性坐标系里的平移运动和计算它的位置。
　　MEMS惯导系统具有结构紧凑、可靠性高、质量轻、体积小、功耗低、维护方便、成本低等优点，目前主要应用于小型无人船上，既可提供航向信息，又可为船载雷达提供水平方向的姿态信息。

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