船舶惯性导航技术应用与展望

以惯性导航技术的发展历程为基础,结合相关文献资料,简述了各类惯性导航器件的工作原理,综合阐述了国内外船舶惯性导航技术的发展水平和应用概况,并对国内外发展应用情况进行了比较分析,对未来船舶惯性导航技术及其系统技术的发展进行了展望,对船舶惯性导航技术的发展方向提出了看法。

第3 4卷第 6期 2 1年 6月 02

舰

船

科

学

技

术

Vo. 4,No 6 13 .

S P S ENCE HI CI AND TECH N0L0GY

J n.,2 2 u 01

船舶惯性导航技术应用与展望 张崇猛，蔡智渊，东亮，舒侯巍 (津航海仪器研究所，天天津 3 0 3 ) 0 1 1 摘要：以惯性导航技术的发展历程为基础，结合相关文献资料，简述了各类惯性导航器件的工作原理， 综 合阐述了国内外船舶惯性导航技术的发展水平和应用概况，对国内外发展应用情况进行了比较分析，未来船舶并对惯性导航技术及其系统技术的发展进行了展望，船舶惯性导航技术的发展方向提出了看法。对

关键词：船舶惯性导航；浮陀螺；力调谐陀螺；电陀螺；学陀螺；微陀螺 液动静光硅 中图分类号： U 7 .3 657文献标识码： A 文章编号： 1 7— 6 9 2 1 ) 6 0 0 - 6 d i1 . 4 4 ji n 17 - 6 9 2 1 . 6 0 1 6 2 7 4 ( 0 2 0— 0 3 0 o:0 3 0/.s . 6 2 7 4 . 0 2 0 .0 s

App i a i n a o p c fs p i r i ln v g to e h l g lc to nd pr s e to hi ne ta a i a i n t c no o y ZHANG Cho g me g, CAI Zh— u n,SHU n—i n n— n iy a Do g la g,H OU W e i

( ini vg t n I s u n s ac n tue,Ta jn 3 0 1,C ia Ta jn Na iai n t me tRee rh I si t o r t ini 0 hn ) 1 3

A b t ac s r t:

Th s p p r i a e n d v l p e i t r f i e ta n v g t n t c i ue, a c r n o i a e s b s d o e e o m nt h s o y o n ri a i a i e hn q o c o di g t

r l td i r t r ea e lt a u e, d s rbe al k n s f neta n v g to s ns r rncp e f e e ci s l i d o i ril a ia in e o p i i l o wo k, c m p e e sv r o r h n ie e a o a i n t e d v l p e t l

v l o e r l a l a i n o h s p i e t l n v g t n t c no o y a o l b r to h e e o m n e e f g ne a pp i to f t e hi n r i a i a i e h l g t h me c a o

a da ra n b o d,a d t o ta tt e d v lp e i a i n o h o e tc a d fr i n,l o o wa d t e f t r f n o c n r s h e e o m ntst to ft e d m si n o eg u o k fr r h u u e o

s i n riln vg to e h oo y,a d p t o a d s me o i o s o h e eo i g d rc in t h h p h p i e a a i ai n tc n lg t n u s fr r o pnin n t e d v l p n ie to o t e s i w i e ta a i ai n tc n lg . n riln vg to e h oo y K e r s: s i n ri ln v g to y wo d h p i e t a ia in;fo t d g r a l ae y o;DTG;ES; o tc g r G p i y o;M EM S

1概述 惯性导航是一门涉及精密机械、计算机、微电子、光学、自动控制、材料等多种学科和领域的综合 技术，括系统技术、惯性元件技术及其测试技术。包

经典力学爱因斯坦相对论原理 ( h ) E= v为基础的陀螺仪 (振动、学、如光硅微陀螺等 )。按理论建立、技术

发展和制造技术出现，惯性技术发展可以概括划分 为如图 1示的 4个阶段，折线下方为该阶段发展所 依据的主要技术理论，上方为各阶段出现的惯性器

各领域 (别是军事领域 )用需求的增长是惯性导特应航技术拓展新方向的源动力，科技的蓬勃发展支撑着惯性技术不断进步，动其应用于更宽广的领域。推

件及其精度，阶段之间并无明显界线。各 第一代惯性技术指 1 3 9 0年以前的惯性技术，奠定了整个惯性导航发展的基础。牛顿三大定律的建

惯性导航系统是一种自主式的导航设备，能连 续、实时地提供载体位置、态、速度等信息；特点姿是不依赖于外界信息，不受气候

条件和外部各种干

立成为惯性导航的理论基础。 15 8 2年法国科学家傅 科提出陀螺的定义、原理及应用设想；10 9 8年由德国科学家安修茨研制出世界上第 1台摆式陀螺罗经； 11 9 0年德国科学家舒勒发现了陀螺罗经的无干扰条件，即舒勒调谐原理；美国人斯佩里于 1 1 9 1年、英国人 S G.朗于 1 1 .布 9 6年分别研制出以他们姓氏命

扰影响。陀螺仪是其核心部件，按工作原理分为 2 大类。一类是以经典力学牛顿第二定律 ( F=m ) a为

基础的陀螺仪 (常简称机械陀螺 )通；另一类是以非

收稿日期： 0卜 l— 5 21 1 2;修回日期： 0 2 0— 2 2 1— 2 0作者简介：张崇猛 ( 95 )男，级工程师，事惯性导航系统和综合导航系统技术研究。 17一，高从