从结构上来说,惯导系统有两大类:平台式惯导和捷联式惯导(SINS).两者的主要区别为前者有实体平台,而后者没有实体平台。
在平台惯导系统中,导航平台的主要功用是模拟导航坐标系,把导航加速度计的测量轴稳定在导航坐标系轴向,使其能直接测量载体在导航坐标系轴向的加速度,并且可以用几何的方法,从平台的框架上直接取得载体的姿态和航向信息。平台式惯导系统的原理示意图如图2-3所示。
图2-3平台式惯导系统原理
捷联式惯导系统的惯性仪表直接固联在载体上,省去了机电式的导航平台,从而给系统带来了许多优点:
1.整个系统的体积、重量和成本大大降低。通常陀螺和加速度计只占导航平台的1/7。
2.惯性仪表便于安装维护,也便于更换。
3.惯性仪表可以给出载体轴向的线加速度和角速度,这些信息是飞控系统所需要的,和平台式系统相比,捷联式系统可以提供更多的导航和制导信息。
4.惯性仪表便于采用余度配置,提高系统的性能和可靠性。
惯性仪表直接固联在载体上,也带来了一些新的问题:
1.惯性仪表固联在载体上,直接承受了载体的振动和冲击,工作环境恶劣。对机械转子陀螺(液浮陀螺和挠性陀螺),必须作仪表动态误差和静态误差的测试和实时补偿。
2.惯性仪表特别是陀螺仪直接测量载体的角运动,高性能歼击机角速度可达4000/s,这样,陀螺的测量范围为0.010/h一4000/s,量程高达108。这就要求捷联陀螺有较大的施矩速度和高性能的再平衡回路。
3.平台式系统的陀螺仪安装在平台上,可以相对重力加速度和地球自转角速度任意定向来进行测试,便于误差标定。而捷联陀螺则不具备这个条件,因而装机标定比较困难,从而要求捷联陀螺有较高的参数稳定性。