GPS的潜在替代者：惯性导航系统性能探索 - 52监测网

众所周知，GPS卫星定位导航系统在导航领域发挥着巨大的作用。GPS甚至垄断着全球绝大多数的导航市场。然而，惯性导航技术的面世和推广，很有可能从根本上改变GPS卫星导航一家独大的现有局面。所谓惯性导航，其实是指用陀螺仪等测量出加速度的大小，通过加速度的变化，来预测物体的位置变化。

惯性导航系统有着悠久深厚的历史渊源。从大科学家牛顿提出的牛顿定理开始，就为惯性导航系统提供了惯性定律这一坚实的理论基础。十九世纪，科学家们发明了陀螺仪，改进了传统的陀螺式罗盘。陀螺仪的发明，成为了惯性导航发展的先驱，在加速度的预测误差逐渐减少的情况下。惯性导航系统开始被各国逐渐应用到军事等领域内。同GPS技术一样，随着惯性导航系统发展的越来越成熟，它的应用范围开始不仅仅局限于军工领域，我国从上个世纪五十年代起就开始研究惯性导航的相关技术，并多次将此项技术应用到运载火箭上。现在，以无锡北微传感有限公司为引导一批国内外先进传感器生产公司，正努力将惯性导航拓宽到更广阔的领域。

惯性导航系统是一种递推式的导航方法，它是通过预测下一点的位置，不断地更新导航点来进行姿态跟踪的导航方法。通过陀螺仪，惯性导航系统可以实现全向的检测，计算出在立体坐标系中每一点的具体位置信息。常见的惯性导航系统分为以下几类：第一类叫做平台式的惯性导航系统，直接能通过平台建立空间直角坐标系，平台式的导航系统导航范围很广，它的缺点在于导航效率比较低，结构能耗大；第二种式样的惯性导航系统又叫做截联式系统，这种系统可以进行拼接组合而成，系统的构成比平台式灵活。同时，这种系统可以解决惯性导航带来的阻尼误差，系数修正等问题，即系统带来的重力误差。正是由于可以自我修正，所以这种惯性导航方式，才在天文望远镜等高空领域广泛应用。

GPS主要是通过卫星覆盖全球进行定位，它跟踪定位的优点在于范围广；而惯性导航系统则是通过陀螺仪进行加速度位置预测，与GPS相比，惯性导航在预测精度上更有优势。