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奥特茨矮子/羽毛房
在其他行业中，惯性导航系统(INS)被用于帮助许多类型的车辆导航(陆地、海洋和空中)。它们与普通大众使用的导航系统(如GPS)不同，因为它们追踪的是你相对于上一个位置的位置，而不是通过卫星坐标系统。
术语“惯性导航系统”包含了使用相同原理的广泛技术。在本文中，我们将了解它们是什么，它们是如何工作的，以及它们是如何在汽车行业中使用的。
什么是惯性导航系统?
惯性导航系统(INS)是一种可以用来跟踪你的位置的导航系统。它们类似于全球定位系统(GPS)——使用经纬度坐标系统给出绝对位置。惯性导航系统是不同的。相反，它们跟踪用户当前的位置相对于他们最近已知的位置。
惯性导航传感器有许多不同的形式。然而，它们都使用运动传感器（加速度计），旋转传感器（陀螺仪）和磁传感器（有时）的组合来连续地计算车辆的位置，速度和方向。
惯性导航系统使用一种叫做“航位推算”的方法。这是你从一个来源获取信息并将其转化为一个动作，然后将其添加到最后已知的位置。这允许用户看到他们现在所在的位置。
许多人可能会问，当GPS可以准确定位你当前的位置时，为什么还要使用惯性系统。答案是这样的惯性导航系统计算出它的当前位置与它的起始位置的关系并能从起始位置跟踪运动。由于惯性导航系统的这一特点，惯性导航系统在航天、潜艇、导弹防御和汽车工业中得到了广泛的应用。
他们如何工作？
惯性导航系统为车辆的线性加速度和角速度产生估计值（系统附加到）。然后系统集成这些值，允许推导出速度向量和身体姿态。然后通过集成速度向量来计算车辆的位置。
惯性导航系统由两个不同的部分组成 - 惯性测量单元（IMU）和导航计算机。IMU是加速度计的集体名称和测量线性加速度和角速度的陀螺仪;并且Imus通常包含三个正交率 - 陀螺仪和三个正交的加速度计，以确定3维中的这些值。
惯性导航系统通常使用两个不同的导航计算机之一。这是稳定的平台系统或挂机导航系统。
在稳定的平台系统中，惯性传感器放置在远离任何外部旋转运动的平台上。万向节用于安装平台，这允许所有三个轴上的自由度。使用独立旋转到惯性导航系统的机械陀螺仪稳定平台。
这意味着当导航系统旋转时，平台不会旋转。通过转动万向节框架，全球框架也保持对齐。这样就可以获得车辆方向的信息，这些信息可以与加速度计收集的数据相结合，以确定当前的位置。
另一方面，挂机导航系统不会独立移动到惯性导航系统。相反，它们“捆绑”，即它们被牢牢地安装在系统上。这意味着在体帧而不是全局帧中测量值。
在稳定平台中的旋钮系统中使用的陀螺仪与稳定平台的陀螺仪不同，并且通常基于微核机械系统（MEMS）。
捆绑的系统也使用不同的跟踪方法。这些系统将来自三个加速度计的信号转换为全局坐标(x,y,z)，并将其与MEMS陀螺仪产生的方向值相结合。
对于在3D空间中创建局部位置的拟结构系统，传感器的轴必须彼此垂直（90°）。通过在所有三个方向上进行测量，导航计算机可以了解车辆如何移动和旋转。
汽车工业中的惯性导航系统
内部导航系统用于移动映射应用的汽车上。这是收集地理空间信息并动态地绘制车辆通过的环境的方法。惯性导航系统优于GPS，因为它们可以有效地映射轮廓，斜坡，周围植被甚至道路的状况。
收集此数据的传感器和摄像机需要高度准确和精确。惯性导航系统提供比任何其他技术更好的映射质量，因为它们可以定位和定位利息的特征，而车辆正在移动。另外，GPS不适合该应用，因为许多功能可以阻挡卫星信号，地球上方的卫星并不总是提供清晰的视线。因此，GPS不是可靠的映射仪器。
来源:
oxts：http://www.oxts.com/what-is-inertial-navigation-guide/
http://www.oxts.com/technical-notes/why-is-it-important-to-use-an-inertial-navigation-system-ins-on-a-mobile-mapping-vehicle/
跳伞：https://www.skybrary.aero/index.php/inertial_navigation_ystem_ (ins）
剑桥大学:https://www.cl.cam.ac.uk/techrecreports/cumam-cl-tr-696.pdf.
Coimbra的大学:http://home.deec.uc.pt/~jlobo/publications/jlobo_isie1995.pdf.
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