惯导车辆测试

1、波音737-700飞机惯导校准方法，好像是三种，求解。谢谢

首先声明，我是维修机械专业的，而非电子专业的，所以下面有些表述有可能不是特别准确，希望专家不要拍砖：）
737-700校准惯导首先做的是，把两部惯导的模式选择器选到NAV位，在ADIRU进行完5秒的直流电源检测后就可以进入ADIRU的校准模式~~~而在校准过程中，关键的是要输入当前的位置数据，这里可以从CDU或ISDU进行，有大概下面几种方法：
（一）从CDU上面输入，这里面方法有3种：
1）如果只是知道基准机场的代码的情况下：
在CDU内“POS INIT”页面的草稿栏里输入机场的代码~~~
然后按压2L选择按键，将机场代码输入到“REF AIRPORT”栏内，并显示机场位置的数据~~
接着按压2R选择按键，将位置数据移到草稿栏里，这样，草稿栏里就是机场的经纬度数据了~
最后按压4R选择按键，位置数据就从草稿栏移到“SET IRS POS”框中了~~
2）如果直接就知道该机场的经纬度，用CDU自带键盘在草稿栏里输入（注意不要使用空格和小数点），输好后再按压4R，位置数据就从草稿栏移到“SET IRS POS”框中了~~
3）如果都不知道，还可以从GPS位置入手，
先进入CDU的“POS INIT”页面，然后按压CDU键盘上的下一页键，进入“PDS REF”页~~
该页4L或5L显示的就是GPS L或GPS R的位置数据，选择其中一个按压，数据进入草稿栏~~~
按压上一页键，回到“POS INIT”，而GPS数据仍会留在在草稿栏~~~
还是进行最后一步，按压4R，移送数据~~
（二）还可以在ISDU上直接输入当前位置数据（注意显示选择器此时不能在检测位）~~
纬度输入：按压ISDU键盘上的N2或者S8来输入纬度，假设按压N2键，则在IRS左显示屏上会出现大写N，接着输入你知道的纬度值，都输入完成后按压键盘上的ENT键就OK了~~~
同理输入经度，不过开始选择的是W4或E6~~~

（打字打的好累，也不知道你能看明白么，呵呵，对了，我上面说的2L，4R等指的是按键位置，2L指的是左边第二个按键，4R指的是右边第四个按键~~~）

希望可以帮到你，如果哪点说的不对，也希望有专家来帮忙指正~~~

2、对惯导什么意思？

导航解决的其实就是从哪儿来到哪儿去的问题。对此我们总是能想到指南针。
但是有一个经典的笑话，说一个人带着指南针迷路了：“我知道北在哪儿，可是我在哪儿啊？”
所以要完成导航，需要知道我在哪儿，还有北在哪儿，如果有目的地的话，还得知道目的地在哪儿，从而告诉用户，通往目的地的道路。其中，【我在哪儿】是非常重要的。
地上铺了方砖，你知道自己一开始在哪块砖上，然后向左三步，往前五步，向左转，再往后退四步，向后转，再往左走两步，等等，每一步都是一块砖的长度。
把这些告诉一个没在房间里的人，他在纸上画画，不看你也知道你现在应该在哪块砖上，朝向哪里。

惯性导航和一些其它导航方法的基本原理差不多就是这样。
你知道自己的初始位置，知道自己的初始朝向（姿态），知道自己每一时刻如何改变了朝向，知道自己每一时刻相对朝向是怎样走的，把这些加一起不停地推，走一步推一步，在不考虑各种误差时，得出的结果就应该正好是你现在的朝向和位置。
但是要怎么知道自己的方向和位置是怎么改变的呢？不同的导航系统用不同的传感器，有不同的方法，比如里程计用车辆上轮子转的周数，多普勒计程仪像蝙蝠一样往水底发射声波……而惯性导航之所以叫【惯性】导航，就是因为使用的是【惯性器件】，也就是加速度计和陀螺仪。
加速度计测量加速度，利用的原理是 a=F/M，测量物体的“惯性力”。
陀螺仪测量角速度，这是一个我个人觉得非常有意思的器件，我第一次意识到其原理的时候觉得好神奇。
如果把一个陀螺立在桌上，轻轻一推它的轴的上部，它会倒下；但如果把陀螺转起来以后再立在桌上，再这样推一下，它就会摇摇晃晃地竖着向前走去，好像有什么力量阻止陀螺倒下去一样。
同样的原理也能解释为什么自行车一旦骑起来就不像慢速前进或者原地站着那样容易倒下。
关于陀螺仪的原理，可以看神十太空授课的视频：
神十 太空授课：陀螺晃动向前走 视频
这样我们就有了基础的陀螺仪和加速度计，也知道了初始位置，我们可以放心的拿过来它们的数据然后积分再积分推位获取位置了吧？
但是等下，惯性器件为什么叫惯性器件呢，就是因为它输出的是相对惯性空间的数据，在地球上，可以大概认为它输出的是相对宇宙的数据。
这是个什么概念呢？——别忘了，地球是圆的，而且还是在自转的！
我们导航的时候，需要的是相对东向、北向、天向的数据。
这很好理解，如果不这样做而是直接使用相对宇宙的数据，看导航输出，你站在这里不动，十二小时以后导航仪告诉你，你现在大头朝“下”（其实依照你站的纬度不同，还不一定是大头朝下），会让使用者感觉混乱。
而位移上，相对宇宙的位移数据会忠实体现出地球的自转，那真是坐地日行八万里。而你想知道的只是你往东走了多少又往北走了多少目前北在哪里下在哪里接下来该怎么走而已。
所以我们需要把惯性系的数据转化成导航系（一般是地理系也就是东北天）数据，也就是要减去地球自转，和你在地球上经纬度变化所带来的角度变化。这个过程，在平台式惯导中是由一个始终跟踪所在位置东北天的物理平台实现的，在捷联式惯导中是由一系列公式和推算实现的。
不管是物理平台还是数学平台，当你拥有了这个平台之后，就可以先确定初始位置速度和姿态，然后将惯性器件输出积分再积分一步步加上去，获取载体的位置速度和姿态信息了。当然如果实际这样做，会面对很多新问题，需要一一加以解决。
以上是我对惯性导航原理的大概总结[

3、什么是惯性导航技术，惯性导航是如何实现的？

惯性导航是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分内，容且把它变换到导航坐标中，就能够得到在导航坐标中的速度、偏航角和位置等信息。但惯性导航系统由于陀螺仪零点漂移严重，车辆震动等因素，导致无法通过直接积分加速度获得高精度的方位和速度等信息，即现有的惯性导航系统很难长时间独立工作。

惯导模块是指采用GNSS(BDS/GPS系统联合定位)/INS组合导航定位技术，凭借高精度六轴惯性器件和成熟的惯性算法，无需里程计或速度信号接入，且无严格安装要求，即使在隧道、车库等弱信号环境下也能为车辆提供高精度的定位模块。

惯导模块SKM-4DX工作原理：

在车载导航中接入基于GNSS/INS组合导航定位的高性能车载组合惯导模块SKM-4DX，充分利用惯性导航系统和卫星导航系统优点，凭借高精度六轴惯性器件和成熟的惯性算法，无需里程计或速度信号接入，获得最优的导航结果；尤其是当卫星导航系统无法工作时，利用惯性导航系统使得导航系统继续工作，保证导航系统的正常工作，提高车载导航系统的稳定性和可靠性。

4、导航、制导与控制的基本情况

半个世纪里，导航、制导与控制学科先后开辟出飞行器控制、导航技术、惯导测试设备及测试方法、制导与系统仿真等四大研究方向，在制导控制系统半实物仿真、复杂系统分布式仿真、大功率低干扰电驱动、惯导测试设备一体化设计、姿态控制、惯导平台小型化数字化等技术研究上取得突出成绩，为国防和国民经济建设作出了贡献。

5、航空重力测量对捷联惯导系统的精度要求

式（3-4-1）右端第二、三项可看作捷联惯导系统的比力测量误差，记为：

航空重力勘探理论方法及应用

由式（3-4-19）可知，捷联惯导系统的比力测量误差与姿态测量误差ψ和加速度计的测量误差δfb有关。下面分析航空重力测量对姿态测量和加速度计的精度要求（吴美平、张开东，2007；郭志宏等，2009）。

1.对姿态测量精度的要求

将式（3-4-19）右边第一项展开可得：

航空重力勘探理论方法及应用

式中：ψN、ψE、ψD为沿北、东、地三个轴的姿态误差角；fN、fE、fD为沿北、东、地三个轴的比力观测值。

由式（3-4-20）可知，姿态误差对比力测量精度的影响不仅与姿态误差的大小有关，而且与比力的大小有关。比力包含3部分：科氏加速度和离心加速度、重力加速度、载体的运动加速度。

在水平匀速直线飞行状态，科氏加速度和离心加速度近似为常值，其幅值一般小于0.01m/s2。重力加速度的垂直分量约为9.8m/s2；水平分量一般小于0.001m/s2，可以忽略不计。

在水平飞行阶段，作用于惯导系统的加速度主要包括两部分：一是由于飞机发动机引起的高频震动（孙中苗，2004.），其周期小于1 s，量级可达到（4000～400000）×10-5m·s-2，在航空重力测量系统中，需要采用减震系统来消除（削弱）高频震动；二是由于大气紊流所引起的加速度，其周期大于1 s。

图3-4-4是由GPS测得的飞机的加速度，图3-4-5是对应的加速度频谱曲线。由图3-4-4可以看出，加速度的最大值接近1.0m/s2。由式（3-4-20）可知，此时10″的水平姿态误差将引起约5×10-5m·s-2的比力测量误差。分析图3.4-5可以发现，加速度的能量主要集中在0.03～0.3 Hz之间频带内，因此可以采用低通滤波器滤除加速度的高频分量。表3.4-6列出了经低通滤波后加速度的最大值（吴美平、张开东，2007）。

图3.4-4 加速度曲线

图3.4-5 加速度的频谱图

表3-4-6 低通滤波后加速度的最大值

100 s低通滤波后的加速度曲线如图3-4-6所示。可以看出，经过100 s低通滤波后，加速度小于0.05m/s2，但仍然大于科氏加速度和离心加速度，因此在下面的分析中不再考虑科氏加速度和离心加速度。

由表3.4-6可知，在水平匀速直线飞行阶段，有

，此时式（3-4-20）变为：

图3-4-6 加速度曲线（100s低通滤波）

航空重力勘探理论方法及应用

由式（3-4-21）可知，若飞机保持水平匀速直线飞行，由于重力加速度的放大作用，姿态误差主要对水平分量造成影响，而对垂直分量的影响很小。这也解释了为什么近20年来，航空标量重力测量能够得到迅速发展并已经达到实用水平，而航空矢量重力测量的精度仍然离实用还有很大距离的原因。

若要求由于姿态误差引起的比力测量误差小于0.5×10-5m·s-2，结合表3-4-6给出的加速度数据，由式（3-4-20）可以估算出航空重力测量对捷联惯导系统姿态测量精度的要求，如表3-4-7所示（吴美平、张开东，2007）（表中飞行速度设定为60m/s）。

姿态测量误差ψ主要是由陀螺的漂移bg。引起的，可近似表示为（袁信，俞济祥等，1993）：

航空重力勘探理论方法及应用

式中：

，为舒勒角频率。

表3-4-7 航空重力测量对姿态测量精度的要求

由表3-4-7可知，欲使标量重力测量的分辨率达到1km左右，则水平姿态误差ψ应小于10″。由式（3-4-22）可估算出对陀螺精度的要求为：

航空重力勘探理论方法及应用

同理，欲达到矢量重力测量的精度要求，水平姿态误差ψ应小于0.1″，对陀螺的要求为：

航空重力勘探理论方法及应用

目前，国外基于惯导系统的航空标量重力测量系统所采用的陀螺的相关信息见表3-4-8。表中的陀螺精度指的是陀螺的随机漂移（吴美平，张开东，2007）。

表3-4-8 国外航空标量重力测量系统所采用陀螺的信息

2.对加速度计测量精度的要求

由式（3-4-19）可知，加速度测量误差对比力测量精度的影响为

。在航空重力测量中，飞机一般是沿着南北或东西方向成水平匀速直线飞行，

约为常值。假定飞机沿南北向飞行，此时

≈I，这里I表示三维单位矩阵，则加速度计比力测量误差的影响

。也就是说，如果三个加速度计的性能是一样的，则比力测量误差

对三个通道的重力扰动测量误差的影响是一致的。

加速度计比力测量误差δfb的数学模型通常可描述为（Titterton,2004）：

航空重力勘探理论方法及应用

式中：

为加速度计零偏误差；

为加速度计刻度因子误差对角矩阵；

为加速度计安装误差矩阵，Tij（i x,y,z;j=x,y,z;i≠j），为i轴加速度计相对于j轴加速度计的安装误差；

Wa=[waxwaywaz]T为加速度计的零均值白噪声。

加速度计的零偏包括常值零偏、随机常值零偏和随机零偏。常值零偏可在实验室进行标定；随机常值零偏可通过卡尔曼滤波估计出来或者进行现场标定；随机零偏主要受温度的影响，是实际系统中的主要误差源。由于很难采用简单的数学模型对其进行建模，因此在高精度的航空重力测量系统中通常采用精密温度控制的方法来减小随机零偏。

加速度计的刻度因子可在实验室进行标定，刻度因子误差是由于加速度工作环境的变化，尤其是温度的变化造成的，在高精度的航空重力测量系统中通常采用精密温度控制的方法来减小刻度因子误差。

加速度计的安装误差可在实验室进行标定，在使用过程中可直接补偿。

由式（3-4-25）可知，零偏误差的影响与输入加速度无关，而刻度因子误差和安装误差的影响与输入的加速度有关。将式（3-4-25）展开为（吴美平、张开东，2007）：

航空重力勘探理论方法及应用

在水平匀速飞行条件下，

，则：

航空重力勘探理论方法及应用

由式（3-4-27）可知，刻度因子误差对比力测量垂直分量的影响远大于对水平分量的影响。由于在水平匀速飞行条件下比力的垂直分量近似为常值，刻度因子常值误差所带来的比力测量误差也近似为常值，可以归入常值零偏，因此刻度因子的不稳定才是影响测量精度的关键因素。若要求将加速度计的测量误差控制在1×10-5m·s-2内，并且假定水平加速度小于1m/s2，则航空重力测量对加速度计零偏稳定性、刻度因子稳定性的精度要求如表3-4-9所示。

表3-4-9 航空重力测量对加速度计零偏和刻度因子稳定性的要求

由式（3-4-27）可知，加速度计安装误差对比力水平分量的影响远大于对垂直分量的影响。结合表3-4-6给出的加速度测量值，由式（3-4-26）可以估算出航空重力测量对加速度计安装误差标定精度的要求，如表3-4-10所示，表中飞行速度设定为60m/s（吴美平、张开东，2007）。

表3.4-10 航空重力测量对加速度计安装误差标定精度的要求

由表3-4-10可知，若要实现航空矢量重力测量，水平加速度计对安装误差的标定精度提出了很高的要求。虽然如此，由于在水平匀速飞行条件下比力的垂直分量近似为常值，因此水平加速度计的安装误差引起的比力测量误差近似为常值，可以归入常值零偏。例如，2″的安装误差将带来约10×10-5m·s-2的常值误差。

对于航空标量重力测量，我们更关心的是垂直加速度计的测量精度，由表3-4-10可知，欲使标量重力测量的分辨率达到1km左右，垂直加速度计安装误差的标定精度应优于20″。

由前面的分析可知，加速度计的测量精度以及姿态测量误差对比力测量精度的影响都与飞机加速度的大小有关。为了保证测量精度，在航空重力测量中，对飞行条件有严格要求，需要选择具有良好气象条件的时间进行飞行，以保证飞机的加速度满足系统的动态性能指标。反之，欲提高系统的动态性能，则要求更高的加速度计测量精度和更高的姿态测量精度。

6、有没有定位精度高一点的惯导模块推荐？

测试过SKYLAB的SKG121D，接车速，弱信号环境下的惯导定位性能很不错，路测效果也是挺好的，如果刚好在找定位性能好一点的惯导模块的话，可以了解一下，他们网站上有详细介绍和规格书下载，而且支持样品和Demo板申请，可以自己测试，对比效果的。

7、SGT系列三轴惯导系统测试转台 可以为惯性导航系统的摇摆实验提供连续的姿态参考基准吗？

可能不准，

8、中国汽研的汽车安全标准体系靠谱吗？

安全几颗星，安全指数怎么样？是很多消费者的关注的重点，不过随着消费者对驾乘、健康等各个方面的日益重视，作为国内最专业汽车测试机构之一，中国汽研除了安全指数外，还推出了健康指数、智能指数、驾乘指数总共四大指数。不久之前，笔者笔者有机会深入到中国汽研的各大指数实验室中，今天与大家聊聊。

官方的资料是这样介绍的，“四大指数”是中国汽研从消费者立场出发，基于中国汽研硬件能力和技术经验沉淀，借鉴国内外标准，推出的关于汽车安全、智能、车内污染物、汽车操控和舒适性的评价体系。先后与保险行业合作，推出“中国保险汽车安全指数”、与医疗和通信行业合作，推出“中国汽车健康指数”，与中国消费者报合作，推出“中国消费者汽车驾乘指数”，基于i-VISTA自动驾驶集成示范区能力，推出“中国智能汽车指数”。

关于四大指数，有以下几个关键节点，在这里与大家分享一下：

1. 智能汽车指数将于9月5日发布第二批测试结果。

我们在中国汽研管理的西部试验场，观看中国智能汽车指数工作人员现场演示了AEB自动紧急制动试验。考验试验车辆在前车20km/h，后车分别40km/h和60km/h两种工况下的前碰撞预警系统（FCW）和自动紧急制动系统（AEB）功能，并结合中国智能指数测试评价规程，从安全和舒适性两个维度，根据碰撞避免或减轻效果进行评价做出评价。据了解，为保障试验数据和结果的客观准确，所有试验均使用定位精度高达2cm，速度精度高达0.1km/h的高精度惯导设备和驾驶机器人。

目前中国智能汽车指数已经公布了第一批三款车的测试评价结果，计划于9月5日发布第二批8-10款车辆评价结果，车型包含国内主流合资和自主品牌汽车。

2. 保险汽车安全指数首次对外开放测试过程，9月26日即将发布第一批测试结果。

此次活动保险汽车安全指数首次对外开放指数规程侧碰试验参观，该试验参照美国IIHS标准，模拟十字路口车辆事故情景，一辆1.5t运载车以50km/h速度从正侧方撞向目标车。由于运载车重量大，速度快，且前端保险杠离地高（高度407mm），壁障车前端往往容易避开测量车辆门槛梁，直接撞击车辆B柱，对B柱产生较大直接冲击，同时，车内前后排放置的第5百分位女性假人，身材较小，坐姿更加靠前，假人在运动过程中，头部极易甩出车辆门框、躯干与门窗框接触，若测试车辆无法提供有效的侧气囊、侧气帘保护，容易对车内乘客造成致命伤害。

据了解，中国保险汽车安全指数首批测评结果将于9月26日发布十台车测试结果，目前各个车型的测评工作已基本完成，C-IASI管理中心正在为结果发布做最后的准备工作。

3. 车内污染不容忽视，汽车健康研究报告即将出炉

中国汽车健康指数面向消费者对车内挥发性有机物（VOC）、车内气味强度（VOI）、电磁辐射（EMR）三个维度进行量化评价，将车内颗粒物（PM）、车内致敏风险（VAR）两个维度作为观察项和持续研究课题。

中国汽研组织参观了汽车健康指数实验室，专业人员参观了测试车辆车内污染物采集及分析的过程，并充当“嗅辨师”体验了气味评价方法。VOI评价由经过专业认证的嗅辨师，通过6级评价法对常温阶段和高温阶段的车内气味强度进行等级评定。参与车内气味评价的嗅辨师，必须通过理论测试、嗅觉能力测试、实作测试，并定期接受持续评价能力考核。

中国汽车健康指数的测试研究性结果也即将公布，持续推动车内环境标准与提升车内环境健康水平。

4. 车辆操控和舒适性将有客观标准，汽车消费者驾乘指数测试规程将发布

中国消费者汽车驾乘指数由驾乘舒适性、驾驶性能、操控安全性以及消费者评价数据4部分组成。汽车的驾驶性能作为基础指标，用于考查车辆的基本功能；驾乘舒适性作为竞争指标是消费者平常选车、购车最关注的指标，操控安全性作为加分指标用于应对突发状况及满足部分专业消费人群关注需求。消费者评价数据将作为调控指标在评价体系中反应出来。

此次活动媒体在试验场参观了驾乘指数的动态翻滚测试（鱼钩试验）的演示。鱼钩试验的难度系数在整车试验中数一数二，进行鱼钩试验的车辆需安装转向机器人及高精度陀螺仪，并在轮毂上安装位移高度计，通过轮毂上的位移高度计测量轮胎是否离地及离地间隙，两个内侧车轮均离开地面5.08cm或更多，那么这辆车就被认为有翻车可能性。

中国消费者汽车驾乘指数将于9月发布评价规程，并广泛征求业内意见，未来汽车操稳性能和车辆舒适性将有统一评判标准。

9、什么叫捷联惯导系统？是研究什么的？姿态计算是什么意思？

惯性技术是惯性导航技术、惯性制导技术、惯性仪表技术、惯性测量技术以及惯性测试设备和装置技术的统称。它在国防科技中占有非常重要的地位，广泛的运用于航天、航空、航海等军事领域；随着惯性技术和计算机技术的不断发展以及成本降低，近几年来，许多国家将其应用领域扩大到民用领域，并发展开辟了更广阔的前景，例如广泛应用于地震、地籍、河流、油田的测量以及摄影、绘图和重力测量等方面。
捷联式惯导的特点
“捷联（Strapdown）”这一术语的英文原义就是“捆绑”的意思。因此，所谓捷联惯性系统也就是将惯性敏感元件（陀螺和加速度计）直接“捆绑”在运载体的机体上，从而完成制导和导航任务的系统。
与平台系统相比，捷联系统有如下特点：
1） 捷联系统敏感元件便于安装、维修和更换；
2） 捷联系统敏感元件可以直接给出舰船坐标系的所有导航参数，提供给导航、稳定控制系统和武备控制系统；
3） 捷联系统敏感元件易于重复布置，从而在惯性敏感元件级别上实现冗余技术，这时提高性能和可*性十分有利；
4） 捷联系统去掉了常平架平台，消除了稳定平台稳定过程的各种误差同时减小系统体积。
捷联系统把敏感元件直接固定在载体上导致惯性敏感元件工作环境恶化，降低了系统的精度。因此，必须采取误差补偿措施，或采用新型的光学陀螺。随着电子计算机技术、精密加工技术以及光电技术等的进步，捷联惯导系统越发显示它的光明前途。