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4.5 慣性導航系統
4.5.1 概述
一、慣性導航系統的基本工作原理：
利用一組加速度計連續地進行測量，而
后分別通過兩次積分運算獲得飛機的即
時位置信息。
IRS 概述（續）
IRS主要優點是：不依賴任何外界信息
來測量導航參數，因此不受天氣或人為的
干擾，具有很好的隱蔽性，是一種完全自
由式導航系統。
IRS主要缺點是定位誤差隨時間而積累，
長時間工作會產生超出允許范圍的積累誤
差。此外，陀螺、加速度計、計算機的精
度要求高。
激光陀螺儀
激光陀螺儀：
慣性導航系統是一種
精密測量系統，其主要敏
感元件是陀螺和加速度
計。慣性導航中的敏感元
件精度高、測量范圍廣。
激光陀螺儀是一種完全取
消了機械轉子的新型陀螺
儀，它是利用激光原理工
作的，能測量旋轉角速
率。
二、加速度計— 擺式加速度計
加速度計—用以測量飛
機的線加速度，輸出與
加速度成比例的電信
號。
加速度計有力反饋式和
擺式兩種。現代民用機
載慣導系統通常采用的
加速度計是撓性加速度
計，如右圖所示。它是
靠質量塊來敏感加速度
的，利用反饋系統使質
量塊維持在零位附近。
4.5.5 激光陀螺慣性基準系統
新型的激光陀螺慣性基準系統實質上就是應用
激光陀螺的捷聯式慣導系統，并且兼有測定航向
和姿態的功能，故稱為慣性基準系統（IRS）
一、系統組成與組件功用
近期采用的激光陀螺慣性基準系統都屬捷連式
慣導系統，它由慣性基準組件、方式選擇組件和
控制顯示組件三大部分組成。在有的飛機上將慣
導系統和大氣數據系統綜合到一起，形成大氣數
據慣性基準系統。
2、方式選擇組件（MSU）
方式選擇組件：用于選擇IRS的工作
方式，并可顯示其工作或故障狀
態。
方式選擇：對準、導航、姿態；
方式和狀態通告（顯示）牌（燈）
對準(ALIGN)通告牌；
直流供電(ON DC)通告牌——當飛
機的115伏400赫交流電源失效時，
IRU使用備用電瓶供電，該通告牌
亮。它只能向慣導系統供電15-20
分鐘。
電瓶故障(DC FAIL)通告牌。
3、慣性系統顯示組件（ISDU）
ISDU主要用來做數據引進、系統狀態通
告、導航信息選擇顯示。
二、慣性基準系統的工作方式
慣性基準系統的工作方式為對準方式、導航方
式、姿態基準方式和斷開方式。
1、對準方式(ALIGN)
慣性基準系統的對準就是根據地球自轉和重力特
性而對準到當地地垂線和真北方向上，并估算當
地緯度。
在對準完成前，必須引進現在位置。
對準方法/步驟
對準方法有正常對準和快速對準兩種。
（1）正常對準方法和相應顯示如下：
將MSU的方式選擇開關從OFF位轉到ALIGN位或NAV位。
時，ALIGN通告牌亮，ON—DC通告牌亮5秒鐘，然后熄滅。
引入飛機即時位置φ，λ，既可用ISDU的數字字母鍵引入
飛機即時位置，也可通過飛行管理計算機的控制顯示組件
CDU引入。
對準顯示，ISDU右顯示器7到0分鐘倒計時，整個過程
共10分鐘。正常情況下10分鐘后ALIGN燈滅，對準結束，
MSU可轉到NAV位；
對準方法/步驟（續）
如果在NAV導航方式位進行對準，則當對準正常結
束時，對準結束顯示為ALIGN，對準通告牌由對準過
程的常亮至熄滅，表明系統對準結束，系統自動進入
導航狀態。
如果方式選擇開關置于ALIGN位置對準，當10分鐘
校準后ALIGN燈繼續亮，MSU開關由ALIGN位轉到NAV
位，ALIGN燈滅，也說明校準正常。
如果引入的Ф、λ不正確，則ALIGN燈閃亮；
系統有故障，MSU上FAULT燈亮。
（2）快速對準
當IRS正常對準后，由于起飛延誤，滑行等
待，可以重新對準。
快速校準的方法是:MSU開關由NAV位轉回到
ALIGN位，時間大于30秒后，再轉回到NAV位。
這時ALIGN燈亮，系統重新進行水平和航向調
整，速度調為零，當開關又重新撥回到NAV位
時， ALIGN燈熄滅。
快速校準的先決條件是:
IRS在正常工作，MSU開關已在NAV位；
地速（GS）小于20KT（海里/小時）。
2、導航方式（NAV）
當系統完成對準并順利通過時，即可自動進入導航方式，
進行獨立的慣性計算。
在導航方式，系統完成工作如下：
加速度/角速度測量和誤差補償；
加速度值坐標變換；
姿態矩陣修正；
姿態導航參數計算；
垂直速度和慣性高度的混合計算，系統監控等。
輸出/顯示姿態及導航數據。
3、姿態（ ATT）方式
ATT方式是備用工作方式，只有在下列條件使用ATT方
式：
飛行中，工作在NAV方式，短時斷電，系統經過10秒
后，轉為備用直流電源（電瓶）供電，ALIGN燈亮。
飛行中，工作在NAV方式，監控系統探測到某些故障，
MSU上FAULT燈亮。
短航線飛行（或其他原因）不需要NAV方式時，不需要
提供地速、位置、航跡等其他導航數據。
在姿態基準方式，慣性基準系統只提供飛機的俯
仰角、傾斜角和航向(角)。在引進磁航向基準時，可
提供磁航向。
注：一旦轉到ATT位，再轉到ALIGN/NAV無效，除非在地
面斷電（OFF）后，飛機靜止條件下由ALIGN順序進
行。
4、斷開方式（OFF）
方式選擇開關置OFF位即斷開位置時，除
了保持斷開邏輯電路的電源外，IRS的全部供
電電源均被斷開，IRS系統不能工作。
三、自檢和故障監測
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現代航空儀表系統(3)
