관성 항법 시스템은 뉴턴의 고전 역학 법칙을 기반으로 합니다. 뉴턴의 법칙에 따르면 외부 힘이 비례 가속도를 생성합니다. 가속도를 측정할 수 있으므로 시간에 따른 가속도를 연속적으로 적분하여 속도와 위치의 변화를 계산할 수 있습니다. 관성 항법 시스템에는 일반적으로 세 개의 가속도계가 포함되어 있으며 각 가속도계는 단일 방향의 가속도를 감지할 수 있습니다. 3개의 가속도계 감지 축은 설치 시 서로 수직입니다.
관성 좌표계를 기준으로 캐리어의 회전은 자이로 센서를 사용하여 감지할 수 있습니다. 캐리어의 회전은 매 순간 가속도계의 방향을 결정하는 데 사용됩니다. 이 정보를 사용하여 가속도를 관성 좌표계로 분해할 수 있습니다.
관성 항법 시스템이 캐리어에 고정적으로 연결된 시스템을 스트랩다운 관성 항법 시스템이라고 합니다. 여기에는 각속도를 제공하는 3개의 자이로스코프(예: 2주파 기계 흔들림 레이저 자이로스코프)가 포함됩니다. 3개의 가속도계와 IF 변환 회로, 데이터 수집 보드 등의 비교 힘 측정 값을 제공합니다. 레이저 자이로 스트랩다운 관성항법 시스템의 구조는 그림 4-5-2와 같다.
그림 4-5-2 레이저 자이로 스트랩다운 관성항법장치의 구조도
항공중력계의 핵심 센서로서 가속도계의 분해능, 정확성, 안정성이 가장 중요하다 항공에서는 중력계의 전반적인 정확도에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 가속도계의 정확도는 온도에 크게 영향을 받기 때문에 가속도계의 정밀한 온도 제어가 필요합니다.
동시에 데이터 수집 장비는 온도의 영향을 크게 받기 때문에 관성 항법의 정확성을 보장하기 위해 IF 변환 회로는 온도 보상 기술을 사용하여 전체 온도 범위에서 측정 정확도를 달성합니다. 실제 레이저 자이로 스트랩다운 관성 항법 시스템은 그림 4-5-3에 나와 있습니다.
그림 4-5-3 레이저 자이로 스트랩다운 관성 항법 시스템의 실제 사진
3개의 자이로스코프와 3개의 가속도계는 모두 견고한 블록에 장착되어 있으며 직접 또는 설치가 가능합니다. 진동 흡수 베이스를 통해 캐리어 본체. 대부분의 경우 세 개의 자이로스코프와 세 개의 가속도계는 데카르트 좌표계에서 서로 직교합니다.
직교 센서 구조를 통해 서로 수직인 세 방향의 각속도와 특정 힘 성분을 직접 측정할 수 있어 스트랩다운 계산 작업을 수행하는 데 필요한 정보를 제공합니다.
항공 중력 측정에는 실시간 처리가 필요하지 않으며 스트랩다운 관성 항법 시스템에서는 가속도계와 자이로스코프의 원시 측정 값만 필요합니다.