平台式慣導

概念定義

平台式慣導，全稱平台式慣性導航系統（Platform Inertial Navigation System），係一種將陀螺儀、加速度計等慣性元件安裝喺穩定平台台體上嘅自主導航裝置。慣性導航系統主要分為平台式慣導同捷聯式慣導兩大類；平台式方案以實體機電平台建立同維持參考坐標系，屬於航空宇航科學與技術領域嘅導航設備。

工作原理

系統利用萬向支架隔離載體嘅角運動，令安裝慣性元件嘅平台保持所需姿態，並由機電平台模擬導航坐標系。陀螺穩定平台負責建立同維持方向參考，加速度計喺平台提供嘅穩定環境內量度運動參數，再交由導航計算機進行解算，以取得載體定位、定向及相關運動資訊。

正式導航之前，系統會經過初始對準，以取得載體嘅初始參數，之後先按既定坐標參考完成導航解算。平台式慣導可採用指北方位、自由方位或游動方位等工作模式；各模式以唔同方式處理平台方位參考，但共同基礎都係由穩定平台承載慣性元件，並將載體姿態變化同元件工作環境作物理隔離。

技術構成

平台式慣導主要由三軸陀螺穩定平台、加速度計同導航計算機組成。三軸陀螺穩定平台包括平台台體及相關萬向支架，用作隔離角運動同維持參考方向；加速度計安裝喺穩定台體上，負責量度運動；導航計算機接收慣性元件訊號，完成導航參數解算。三者結合，形成由物理平台建立坐標參考、由慣性元件測量、再由計算機處理嘅系統架構。

類型

按照平台坐標系嘅構建方式，平台式慣導可分為半解析式、幾何式同解析式三類。半解析式可用於飛機及導彈導航；幾何式可用於船舶及潛艇導航；解析式可用於航天器導航。呢種分類反映各類系統建立導航坐標參考嘅方式同主要使用載體有所不同。

應用場景

平台式慣導可用於飛行器、船舶、潛艇、導彈及航天器，為載體提供定位同定向功能。其物理穩定平台可以隔離載體擾動，令加速度計處於較穩定嘅工作環境；以機電平台直接模擬導航坐標系，亦令導航計算所需處理量較小。

特點與限制

平台式架構嘅主要特點係透過實體結構維持穩定參考，而唔係將慣性元件直接固定喺載體上。呢種設計能夠物理隔離載體角運動，但三軸穩定平台、萬向支架及相關機電裝置亦令系統機械結構較複雜，並帶來較大體積同重量。平台穩定能力、慣性元件量度同導航計算機解算共同決定系統能否持續完成自主導航。