什么是惯性导航？

惯性导航（inertial navigation）它是一种通过测量飞机加速度和自动积分操作获取飞机瞬时速度和瞬时位置数据的技术。惯性导航系统的设备安装在载体内，不依赖外部信息，不辐射能量，不易干扰，是一种独立的导航系统。

美军所谓的新一代导航系统，本质上是一种基于现代原子物理最新技术成果的微惯性导航系统。

惯性导航系统是人类最早发明的导航系统之一。惯性导航技术早在1942年德国就首次应用于V-2火箭。美国国防部高级研究计划局新一代导航系统主要利用牛顿运动定律自动计算载体平台的瞬时速度和位置信息，通过集成在微芯片上的原子陀螺仪、加速器和原子钟，准确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息，为载体提供准确的授时服务。

数据显示，2003年，美国国防部花费数千万元开始开发原子惯性导航技术。一旦该技术成功开发，惯性导航将达到前所未有的精度。具体来说，它将比目前最准确的军用惯性导航精度高出100到1000倍，这将对军事定位和导航领域产生革命性的影响。

由于导航系统体积小、成本低、精度高、不依赖外部信息、不辐射能量、抗干扰能力强、隐蔽性好，很可能成为GPS技术的替代品。

二、惯性导航应用

惯性测量装置，包括加速度计和陀螺仪，也被称为惯性导航组合。前者是测量对象的加速度，后者也被称为角速度传感器，是测量角速度。使用这些设备的参数，计算和导航似乎很简单，但由于采样频率通常很高（每秒几十次甚至几百次），累积误差很容易扩大，因此长期导航仍然很困难。

但在一定的前提下，短时间内使用是可行的。

在日常手机导航中，隧道、高架桥、密林小路、高层建筑窄道等区域经常出现。导航突然停止，直到汽车开到开放区域，导航中的停车位图标突然跳过，体验非常糟糕。

当位置丢失时，导航软件知道速度、车辆位置、驾驶路线等信息。结合加速传感器提供的加速度，可以根据二次点计算加速度产生的位移，然后根据初始速度计算速度产生的位移，然后计算车辆的最新位置。这样，它仍然可以在没有GPS的情况下继续导航。

GPS导航

GPS导航是指导用户根据GPS提供的位置信息和导航前规划的线路驾驶的系统。

众所周知，GPS是通过接收卫星发送的信号来计算自己的位置的，当手机等GPS设备被遮挡时，GPS设备就无法定位。

屏蔽可能是多种情况，如屋顶、高架桥、房屋、隧道等。此时，可以根据最后一个GPS信号计算的速度，通过速度、时间和距离的关系来推测可能的位置。

如果车辆的速度在隧道和高架桥下没有改变，这种方法可能会很好地实现导航。但如果你减速，地图上的停车位会很快跑到隧道的尽头，然后停下来等待。相反，如果你加速，停车位会走一半，然后突然跳出隧道。

为了解决这两种情况，需要介绍以下加速度传感器装置。有了加速度，我们可以更好地推测当前的速度，以解决上述问题。

四、加速度传感器

加速度传感器是一种能够测量加速度并将加速度转换为电信号的电子设备。它使用牛顿第二定律A=F/M，传感器内部敏感部件通过力变形，通过测量其变形并将相关电路转换为电压输出，获得相应的加速信号。

计算手机加速度的距离。加速度是对象速度的变化速率。速度是对象位置的变化速率。

利用积分的概念，我们可以得出结论，对于一个信号采样，如果能得到信号大小的瞬时值，就可以在两次采样之间得到一个小区域。采样时间相同(区域宽度)，然后得到采样值(区域高度)。我们可以通过以下方法计算面积之和。但是可以看出有误差。

我们称这些误差为采样损失。为了减少这些错误，我们需要再次得分：区域2是一个三角形，是计算面积的一半。总和为以下公式。

这样的错误比以前小很多。

加速度有正有负。我们的采样需要一个标准值作为参考。校准值是在不移动的情况下测量的加速度值。在实际应用中需要考虑的是：

信号有一定的噪声，因此必须进行数字滤波。例如，移动平均算法可以用来处理一定数量采样值的平均结果。

即使过滤过的数据仍然存在错误，因此必须实现另一个过滤器，过滤明显有问题的数据。

必须有验证值。其计算对整体效果至关重要。

正负加速度，正负符号不容忽视。

采样频率越快，结果越准确，但需要考虑耗电、时间和内存的限制。

采样的时间间隔必须相同。

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