捷联式惯性导航系统结构简单、体积小、维护方便,但陀螺仪和加速度计工作条件不佳,采集到的元器件原始测量值精度低。同时,捷联惯导的加速度计输出的是载体坐标系的加速度分量,需要经计算机转换成导航坐标系的加速度分量,计算量较大,且容易产生导航解算的校正、起始及排列转换的额外误差。总体来说,捷联惯导精度较平台惯导低,但可靠性好、更易实现、成本低,是目前民用惯导的主流技术。
惯性导航主要的应用
惯性导航产业最早起步于军用,如航天、航空、制导武器、舰船、战机等领域,随着电子技术的发展和商业价值的挖掘,惯性导航技术的应用扩展到车辆导航、轨道交通、隧道、消防定位、室内定位等民用领域,甚至在无人机、自动驾驶、便携式定位终端(如智能手机、儿童/老人定位追踪器等)中也被广泛应用。
惯导系统为运动载体提供位置、速度、姿态(航向角、俯仰角、横滚角)等信息,不同应用领域对惯性元器件性能和惯导精度的要求各不相同。
从精度方面来看,航空航天、轨道交通领域对即时定位精度要求高,且要求连续工作时间长;从系统寿命来看,卫星、空间站等航天器要求最高,因其发射升空后不可更换或维修;涉及到军事应用等领域,对可靠性要求较高;对于民用领域,如车辆导航、室内定位、无人机、自动驾驶等应用,对惯导系统的性价比要求高。
总体来说,由于惯导系统的误差累积性和对初始校准的前提要求,一般不能单独使用,只能作为其他主定位导航技术(如GNSS定位、UWB定位、WLAN定位、地磁定位等)的辅助,比如车辆在GPS导航过程中,在失去GPS信号的情况下能够利用自带的加速度和陀螺仪进行惯性导航。
因此需要结合具体行业应用需求,有针对性的对惯导元器件和导航算法进行选型。