导航、制导与控制*惯性技术发展及应用需求分析宋海凌，马溢清(海军装备研究院，北京1000161)摘要:分析了国内外惯性测量装置及器件的发展现状和趋势，研究了武器装备对惯性技术的需求，认为使命任务的不断更新对惯性技术的发展提出了更高的要求，惯性产品作为武器装备的核心技术必须注重其精确性、高可靠性、长航时、大动态范围及经济性。研究成果对惯性技术在各种武器系统中的应用具有指导意义。关键词:惯性技术;导航;武器系统;需求分析doi:10．3969/j．issn．1009-086x．2012．02．012中图分类号:V249.32+2文献标志码:A文章编号:1009-086X(2012)-02-0055-05DevelopingTrendofInertialNavigationTechnologyandRequirementAnalysisforArmamentSONGHai-ling，MAYi-Abstract:Thecurrentdevelopmentstatusandfuturetrendoftheinertialmeasurementdeviceandin-strumentsareanalyzed;thedemandofweaponstotheinertialtechnologyisresearched．Theresultshowsthatcontinuousupgradeofthemissionproposeshigherrequirementsonthedevelopmentoftheinertialtechnology．Asthemostimportantelementsforweaponsystemindefensearea，itisacknowledgedthataccuracy，durability，highreliability，largedynamicrangeandeconomicperformanceoftheinertialprod-uctsarethekeycharactersforthesystem．Contentswillbeusefulfortheinertialtechapplicationofinvariousweaponsystems．Keywords:inertialtechnology;navigation;weaponsystem;requirementanalysis在国防武器装备技术体系中，惯性技术是天基、空基、海基和陆基机动装备导航定位、制导控制、稳瞄稳像、姿态测量和过载传感的核心技术。惯性仪表是惯性技术的基础，陀螺和加速度计的技术状态和水平是制约惯性技术研究内容的核心。惯性技术的发展迄今为止已经有100多年的历史。从1908年安修茨研制出世界上第一台摆式陀螺罗经，到目前的基于哥氏效应和萨格奈克效0引言惯性技术是利用牛顿经典力学和近代物理学原理进行运动物体姿态/轨迹测量与控制的应用技术，涉及数学、力学、精密机械、自动控制、电子学、计算机、光学、精密加工工艺、材料等学科［1］，主要研究内容包括惯性仪表、惯性系统、惯性导航、惯性制导、惯性测量等。*收稿日期:2011－06－20;修回日期:2011－07－30作者简介:宋海凌(1964－)，女，河南开封人。高工，硕士，主要从事武器系统论证、仿真技术、制导与控制技术研究。通信地址:100161北京1303信箱15分箱电话:010－66978252·56·现代防御技术2012年第40卷第2期微机电陀螺，惯性技术在军民领域都得到了广泛的应用。对陀螺来讲，包括机械式陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、挠性陀螺、微机电陀螺在内的不同精度的陀螺在各个领域应用广泛。对加速度计而言，机械悬浮式、机械再平衡式和谐振式、石英挠性加速微机电加速度计等应用都非常广泛。根据惯性仪表精度不同，惯性产品分为战略、导航、战术和商业等4个级别。图1，2分别给出了陀螺和加速度计的精度范围［2］。感器制造技术的出现，将惯性技术的发展划分为4代［1，3］。第1代惯性技术指1930年以前的惯性技术。基于牛顿经典力学原理，以机械框架式陀螺为典型代表，其特点是陀螺精度低，由其组成的系统结构较1惯性技术现状及发展趋势1．1惯性技术的发展历程由于陀螺仪是惯性导航的核心部件，因此，可以按各种类型陀螺出现的先后、理论的建立和新·57·宋海凌，马溢清:惯性技术发展及应用需求分析为简陋，但对基础理论进行了验证和初步应用，同时为后续惯性技术的发展奠定了基础。第2代惯性技术开始于20世纪40年代火箭发展的初期，其研究内容从惯性仪表技术发展扩大到惯性导航系统的应用。以机械浮子式陀螺和摆式加速度计为典型代表，其特点是种类多、精度高、系统组成结构复杂。典型产品是美国MX洲际导弹用三浮仪表平台系统，加速度测量误差1×10－7g，陀螺漂移1．5×10－5(°)...