Инерциальные навигационные системы (ИНС) имеют в своём составе датчики линейного ускорения (акселерометры) и угловой скорости (гироскопы или пары акселерометров, измеряющих центробежное ускорение). С их помощью можно определить отклонение связанной с корпусом прибора системы координат от системы координат, связанной с Землёй, получив углы ориентации: рыскание (курс), тангаж и крен. Угловое отклонение координат в виде широты, долготы и высоты определяется путём интегрирования показаний акселерометров.

В БИНС акселерометры и гироскопы жестко связаны с ЛА. Акселерометры устанавливаются непосредственно на ЛА, а опорная система координат моделируется математически. Так как акселерометры вращаются вместе с ЛА, то необходим непрерывный пересчет значений ускорений из связанной с ЛА вращающейся системы координат в опорную неподвижную систему координат. Алгоритмы пересчета требуют, помимо значений ускорений, дополнительную информацию – значения угловых скоростей вращения ЛА. Последние определяются с помощью двухстепенных гироскопов с внутренним кардановым подвесом (так называемых ДНГ).

В БИНС координаты вычисляются методом двойного интегрирования проекций ускорений на ортодормическую систему координат. Сложность алгоритмов и большой объем вычислений требуют наличия мощной, быстродействующей и имеющей большой объем памяти БЦВМ. Бесплатформенные ИНС в настоящее время используются преимущественно на тяжелых маломаневренных ЛА.

Передовой технологией в производстве БИНС является технология волоконно-оптических гироскопов (ВОГ), принцип действия которых основан на эффекте Саньяка. БИНС на базе таких гироскопов не имеет подвижных частей, абсолютно бесшумна, механически сравнительно прочна, не требует специального обслуживания, имеет хорошие показатели наработки на отказ (до 80 тыс. часов у некоторых моделей) и малое энергопотребление (десятки ватт). Технологии ВОГ пришли на смену лазерно-кольцевым гироскопам (ЛКГ), имеющим подвижные части и требующим периодического обслуживания по калибровке и замене износившихся узлов и деталей и при этом потребляющим много энергии.

2. Принципы определения текущих координат, скорости ЛА и построения вертикали в ИНС.

В ИНС измеряется ускорение ЛА. Величина скорости за время t вычисляется методом интегрирования этого ускорения a по dt, а величина пройденного пути за время t методом двойного интегрирования ускорения, либо интегрирования скорости:

если

то

Истинная вертикаль за это время повернётся на угол γ. На такой же угол sin γ = sin β = S/R повернётся гироплатформа чтобы остаться параллельной поверхности. Учитывая что то:

Таким образом зная координаты старта можно определить координаты любой точки и вектор путевой скорости W.

Билет №2