Инерциальная навигационная система

Определение "Инерциальная навигационная система" в Большой Советской Энциклопедии

Навигационная система (блок-схема)

Инерциальная навигационная система, система инерциальной навигации, навигационное устройство, в основу работы которого положены классические (ньютоновские) законы механики. В Инерциальная навигационная система исходной (главной) системой отсчёта, по отношению к которой производятся инерциальные измерения, служит инерциальная (абсолютная, т. е. неподвижная относительно звёзд) система. Посредством Инерциальная навигационная система определяют координаты, скорость, ускорение и др. основные параметры движения объекта (самолёта, ракеты, космического корабля, надводных и подводных судов и др.). Инерциальная навигационная система имеют перед другими навигационными системами (см. Радионавигационная система) большие и важные преимущества — универсальность применения, возможность определения основных параметров движения, автономность действия, абсолютную помехозащищенность. Эти качества определили Инерциальная навигационная система как наиболее перспективную навигационную систему.

Принцип действия Инерциальная навигационная система состоит в моделировании (представлении) поступательного движения объекта, характеризуемого изменением во времени ускорения, скорости и координат, подобным процессом движения воспринимающего элемента (массы) пространственного (трёхкомпонентного) акселерометра (в общем случае с компенсацией гравитационного ускорения). Уравнение движения воспринимающего элемента в инерциальной системе координат является основным уравнением инерциального метода определения параметров движения; в общем случае имеет вид:

где  — ускорение, измеряемое акселерометром;  — радиус-вектор точки М (центра тяжести воспринимающего элемента) в инерциальной системе координат; — сила притяжения единицы массы воспринимающего элемента в точке М (ускорение тяготения).

Сущность инерциального метода (рис.) состоит в измерении акселерометром исходного параметра (ускорения) и интегрировании основного уравнения: одинарном — для определения скорости, двойном — для определения координат. Ориентирование измерительных осей акселерометров по заданным направлениям производится свободными или управляемыми (по сигналам от акселерометров) гироскопическими устройствами (гироскопом, гиростабилизатором, гирорамой и др.) или астростабилизаторами, а также сочетанием этих средств. Для интегрирования основного уравнения используются гироскопические, электромеханические и др. интеграторы. Инерциальная навигационная система содержит построитель (инерциальная вертикаль) или вычислитель направления вертикали места. Инерциальная вертикаль является высокоточной вертикалью и не возмущается (не отклоняется от вертикали места) при наличии горизонтальных ускорений.

Инерциальная навигационная система различают по ряду признаков: по ориентации направлений осей чувствительности инерциальных измерителей (с произвольной ориентацией, с ориентацией по звёздам, по осям, жестко связанным с объектом, с неизменной ориентацией относительно небесного тела, например Земли, с горизонтальной ориентацией и др.); по способу построения вертикали места (с аналитической, или расчётной, вертикалью, с инерциальным построителем вертикали); по наличию стабилизированной платформы (со стабилизированной гироскопической или астроплатформой, бесплатформенные) и др.

Инерциальная навигационная система весьма сложны, дорогостоящи. Срок службы их меньше, чем у обычных гироскопических приборов. Для правильного функционирования Инерциальная навигационная система перед стартом объекта требуется ввести начальные данные по координатам пункта старта и скорости, произвести ориентирование инерциальных измерителей. Точность некорректируемых Инерциальная навигационная система зависит от времени. Поэтому возможность получения информации от Инерциальная навигационная система, удовлетворяющей заданным требованиям, ограничена во времени. Так, за час полёта лучшие образцы Инерциальная навигационная система имеют погрешность в определении координат примерно 1,5—5 км. Для уменьшения погрешностей и расширения возможностей использования применяют различные способы коррекции от радионавигационных, радиолокационных и астронавигационных средств.
Лит.: Принципы инерциальной навигации, пер. с англ., под ред. В. А. Боднера, М., 1965; Помыкаев И. И., Инерциальный метод измерения параметров движения летательных аппаратов, М., 1969.
  И. И. Помыкаев.