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1.2.1 惯性导航技术发展史(一)课程教案、知识点、字幕

从第一个陀螺仪诞生到现在

惯性导航技术发展

已经有近160多年历史

惯性导航具有

不依赖外部环境

隐蔽性好

不与外界进行信息交换

不易受到干扰等特点

在很多领域

得到了广泛应用

今天学习

惯性导航技术发展史

惯性导航技术发展

和惯性仪表发展

相辅相成

惯性导航技术发展

起源于对陀螺仪应用探索

陀螺是中国民间

最早娱乐工具之一

在中国山西夏县

新石器时代遗址中

就发掘了石制陀螺

因此

陀螺在中国

至少有四五千年历史

《美人赋》

是西汉辞赋家

司马相如

创作的一篇名赋

其中有一句为

于是寝具既设

服玩珍奇

金鉔熏香

黼帐低垂

金鉔是一种金属香炉

以机环扣合

成球形

能旋转滚动而其体恒平

是现代陀螺仪的雏形

1700多年前晋代

中国还出现一种有趣玩具

竹片蜻蜓

18世纪

这种玩具传到欧洲

被西方人称为

中国陀螺

但是

从未有人将这种游戏

上升到理论高度进行研究

1765年

俄国科学院院士欧拉

出版著名

《刚体绕定点转动理论》

首次对刚体定点转动

做出数学解释

成为陀螺仪理论基础

1778年

法国科学家拉格朗日

出版著作

《分析力学》

建立在重力作用下陀螺仪运动方程

1852年

法国科学家傅科

根据欧拉和拉格朗日的理论

制造一个用于验证

地球自转的实验装置

才诞生陀螺仪这一名称

陀螺仪开始走向实用

19世纪以前

航海主要依靠指南针

罗盘等地磁导航手段

传统地磁导航有两个缺点

一是只能给出

船舶的方位信息

不能给出准确位置

速度

姿态等信息

二是

地磁导航在极地附近不能正常使用

陀螺仪的出现

为海上导航提供了新的途径

最早的能够实用的陀螺仪

是用于航海的陀螺罗经

1908年

德国人安修兹

1909年

美国人斯伯利

先后研制成

用于舰船导航的陀螺罗经

标志着陀螺仪应用技术

形成和发展的开端

早期陀螺罗经

在舰船摇摆和机动航行时

会产生很大机动误差

1923年

德国青年科学家舒勒

提出

舒勒调谐原理

表明固有振荡周期为

84.4分钟的机械装置

不受其在

地球表面运动加速度影响

从理论和技术上

完善陀螺罗经设计和结构

利用这一原理

制成的陀螺罗经

其导航精度得到很大提高

从而促进陀螺仪应用

第一代陀螺仪

采用滚珠轴承支承

摩擦力矩很大

因而精度不高

美国首先在

陀螺精度提高上取得突破

1942年

德雷帕实验室

研制成液浮速率陀螺仪

传统框架式陀螺仪

被浮子式陀螺仪取代

陀螺仪发展进入第二代

陀螺仪精度提高2~3个数量级

1952年

美国伊利诺斯大学

诺特西克教授

提出静电陀螺仪概念

1963年

航尼韦尔公司

研制成用于核潜艇的静电陀螺仪

静电陀螺仪

是目前精度最高陀螺仪之一

1958年

开始出现挠性陀螺仪

挠性陀螺仪

以结构简单

易于制造

成本低廉

启动快

耐冲击

体积小等特点

在航空领域和战术导弹上

得到广泛应用

是第三代陀螺仪代表

1960年

物理学家发明激光

1963年

美国斯佩里公司

首先研制出激光陀螺仪

第四代陀螺仪开始出现

1976年

美国犹他大学瓦里教授

首先提出光纤陀螺仪设想

并成功地进行

第一个光纤陀螺仪演示实验

美国麦道公司

于1978年

研制出第一个实用化光纤陀螺仪

同样是1976年

世界上

第一个硅芯片

微型加速度计

在美国斯坦福大学研制成功

微机械惯性器件

具有体积小

质量轻

成本低

能耗低

集成度高

智能化程度高

抗过载

抗冲击能力强

可靠性高等诸多优点

这节课就到这里

惯性导航原理课程列表:

第一章 概述

-1.1惯性导航基本概念

--1.1.1 知识导授

--1.1.2 惯性导航基本概念

--1.1.3 小节测试

-1.2惯性导航技术发展史

--1.2 知识导授

--1.2.1 惯性导航技术发展史(一)

--1.2.2 惯性导航技术发展史(二)

--1.2.3 小节测试

-1.3惯性导航常用坐标系

--1.3 知识导授

--1.3.1 惯性坐标系与地球坐标系

--1.3.1 小节测试

--1.3.2 地理坐标系

--1.3.2 小节测试

--1.3.3 弹体坐标系与发射坐标系

--1.3.3 小节测试

-第一章 讨论

第二章 陀螺仪基本理论

-2.1陀螺仪的定义及分类

--2.1.1 知识导授

--2.1.2 陀螺仪定义及分类

--2.1.3 小节测试

-2.2刚体转子陀螺仪的基本特性

--2.2 知识导授

--2.2.1 二自由度陀螺仪基本特性

--2.2.2 单自由度陀螺仪基本特性

--2.2.3 小节测试

-2.3陀螺仪运动方程的建立

--2.3 知识导授

--2.3.1 动静法

--2.3.1 小节测试

--2.3.2 二自由度陀螺仪运动方程

--2.3.2 小节测试

--2.3.3 单自由度陀螺仪运动方程

--2.3.3 小节测试

-2.4陀螺仪运动特性分析

--2.4 知识导授

--2.4.1 二自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.1 小节测试

--2.4.2 单自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.2 小节测试

-第二章 主观题

-第二章 讨论

第三章 惯性仪表陀螺仪

-3.1三浮陀螺仪

--3.1.1 知识导授

--3.1.2 三浮陀螺仪

--3.1.3 小节测试

-3.2静电陀螺仪

--3.2.1 知识导授

--3.2.2 静电陀螺仪

--3.2.3 小节测试

-3.3动力调谐陀螺仪

--3.3.1 知识导授

--3.3.2 动力调谐陀螺仪

--3.3.3 小节测试

-3.4光学陀螺仪

--3.4 知识导授

--3.4.1 sagnace效应

--3.4.1 小节测试

--3.4.2 光纤陀螺仪

--3.4.2 小节测试

--3.4.3 激光陀螺仪

--3.4.3 小节测试

-3.5振动陀螺仪

--3.5.1 知识导授

--3.5.2 振动陀螺仪

--3.5.3 小节测试

-3.6 原子陀螺仪

--3.6.1 知识导授

--3.6.2 原子陀螺仪

--3.6.3 小节测试

-第三章 主观题

-第三章 讨论

第四章 惯性仪表加速度计

-4.1加速度计的测量原理

--4.1.1 知识导授

--4.1.2 加速度计的基本原理

--4.1.3 小节测试

--4.1.4 比力方程

--4.1.5 小节测试

-4.2石英挠性摆式加速度计

--4.2.1 知识导授

--4.2.2 石英挠性摆式加速度计

--4.2.3 小节测试

-4.3陀螺积分加速度计

--4.3.1 知识导授

--4.3.2 陀螺积分加速度计

--4.3.3 小节测试

-第四章 主观题

-第四章 讨论

思政讨论

-思政讨论题

第五章 惯性仪表误差模型及标定

-5.1基本概念

--5.1.1 知识导授

--5.1.2 基本概念

--5.1.3 小节测试

-5.2陀螺仪静态误差模型

--5.2.1 知识导授

--5.2.2 陀螺仪静态误差模型

--5.2.3 小节测试

-5.3加速度计静态误差模型

--5.3.1 知识导授

--5.3.2 加速度计静态误差模型

--5.3.3 小节测试

-5.4惯性仪表误差标定测试

--5.4.1 知识导授

--5.4.2 惯性仪表误差标定测试

--5.4.3 小节测试

-第五章 主观题

第六章 平台式惯导系统

-6.1陀螺稳定平台功能、组成

--6.1.1 知识导授

--6.1.2 陀螺稳定平台功能组成

--6.1.3 小节测试

-6.2陀螺稳定平台工作原理

--6.2.1知识导授

--6.2.2 陀螺稳定平台工作原理

--6.2.3 小节测试

-6.3陀螺稳定平台性能分析

--6.3.1 知识导授

--6.3.2 陀螺稳定平台性能分析

--6.3.3 小节测试

-6.4平台式惯导系统导航原理

--6.4 知识导授

--6.4.1 解析式平台系统

--6.4.1 小节测试

--6.4.2半解析式平台系统

--6.4.2小节测试

-第六章 主观题

第七章 捷联式惯导系统

-7.1捷联式惯导系统工作原理

--7.1.1 知识导授

--7.1.2 捷联式惯导系统工作原理

--7.1.3 小节测试

-7.2 四元数及坐标转换

--7.2.1 知识导授

--7.2.2 四元数及坐标转换

--7.2.3 小节测试

-7.3捷联式惯导系统导航参数解算

--7.3.1 知识导授

--7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算

--7.3.3 小节测试

-第七章主观题

-第七章 讨论

1.2.1 惯性导航技术发展史(一)笔记与讨论

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