路痴Baby

包包

杜老师

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■包包·包打听

今天我自驾出游经过一处荒凉的隧道，车载导航系统突然大喊道：“GPS信号丢失，已转入惯性导航！”惯性导航是个什么鬼？听起来很不靠谱的样子！荒郊野外的，该不会把我导到沟里去吧！

这个问题看起来好高深的样子，包包也不知道啥叫惯性导航……不过，包包找到了专门研究导航制导与控制的北京理工大学宇航学院副教授杜小菁，让杜老师给咱们解答一下。

车载导航系统遇到GPS卫星信号丢失的情况，并不罕见。GPS目前在全球部署了24颗导航卫星，接收机至少要接收到其中4颗卫星发出的信号才能做出定位。所以当遇到建筑物、茂密树木、金属物等的遮蔽时，GPS就会出现无法搜星定位的情况。

这时，有的车载导航系统就会自动切换到惯性导航模式。什么是惯性导航呢？我们拿空间中的运动体比如飞机来说。飞机的运动可以描述成两类，一是质心（指物质系统上被认为质量集中于此的一个假想点）的移动，也称为线运动，相关联的导航参数有飞行速度、位置等；另一类是飞机绕质心的转动，也称为角运动，相应的导航参数有飞机的姿态角和航向角等。惯性导航，是利用陀螺仪和加速度计这两种惯性器件，去分别测出飞机相对于惯性空间的角运动信息和线运动信息，并在给定初始条件下，由计算机推算出飞机的姿态、航向、速度、位置等导航参数的自主式导航方法。牛顿力学定律是惯性导航的理论基础。

现代比较常见的几种导航技术，包括天文导航、惯性导航、卫星导航、无线电导航等等，其中，只有惯性导航是自主的，既不向外界辐射东西，也不用看天空中的恒星或接收外部的信号，它的隐蔽性是最好的。

惯性导航，并不像大家所认为的那样“不靠谱”，像国家的很多战略、战术武器，再如洲际飞行的民航飞机等，都必须依赖惯性导航系统或者惯导系统和其他类型的导航系统的组合。它的造价也比较昂贵，像一台导航级（即1小时误差1海里）的惯导系统，至少要几十万，而这种精度的导航系统已足够配备在波音747这样的飞机上了。现在，随着MEMS（微电子机械系统）惯性器件技术的进步，商业级、消费品级的惯性导航才逐渐走进寻常百姓家。

看来，惯性导航是非常靠谱的技术。自驾游达人，你的爱车配备了惯性导航系统，说明这车很高级呢！

本期包包：刘岁晗

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