捷聯慣性導航系統（Strap-down Inertial Navigation System）是把慣性儀表直接固連在載體上，用計算機來完成導航平台功能的慣性導航系統。
基本介紹
- 中文名：捷聯慣性導航系統
- 外文名：Strap-down Inertial Navigation System
- 作用：把慣性儀表直接固連在載體上
- 性質：慣性導航系統
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基本原理
將慣性測量器件直接固連在載體上，再將其輸出通過數學平台（又稱捷聯矩陣之轉換到導航坐標系的參量），進行導航解算。系統的慣性測量器件為角速率陀螺儀和加速度計，它們固連在載體上，測得的都是載體坐標系下的物理量。
原理特點
是慣性組合體與載體固聯，陀螺和加速度計直接承受載體的運動(包括震動)，因此捷聯繫統的動態誤差要比平台式系統的動態誤差大，對敏感器件的可靠性和抗衝擊性能要求比較高。與撓性陀螺相比，光纖陀螺套用在捷聯繫統上有更突出的優點。
發展
優缺點
優點
由於慣性儀表直接連線在載體上，省去了機電式的導航平台，從而給系統帶來了很多優點：
1.整個系統的體積、重量和成本大大降低，通常陀螺儀和加速度計只占導航平台的1/7；
2.慣性儀表便於安裝維護，便於更換；
3.慣性儀表可以給出軸向的線加速度和角速度，這些信息是控制系統所需要的。和平台式系統相比，捷聯式系統可以提供更多的導航和制導信息；
4.慣性儀表便於採用余度配置，提高系統的性能和可靠性；
缺點
1.慣性儀表固連在載體上，直接承受載體的震動和衝擊，工作環境惡劣；
2.慣性儀表特別是陀螺儀直接測量載體的角運動，高性能殲擊機角速度可達400°/s，這樣陀螺的測量範圍是0.01-400°/s，如果採用機械捷聯慣導系統，這就要求捷聯陀螺有大的施矩速度和高性能的再平衡迴路；
3.平台式系統的陀螺儀安裝在平台上，可以用相對於重力加速度和地球自轉加速度的任意定向來進行測試，便於誤差標定；而捷聯陀螺則不具備這個條件，因而系統標定比較困難，從而要求捷聯陀螺有更高的參數穩定性。
研製高精度的捷聯陀螺和進行捷聯陀螺的誤差補償，是捷聯慣導系統的重要關鍵技術。在此基礎上研究高精度的捷聯算法成為提高精度的又一個關鍵技術。
套用
光纖陀螺從實驗室到目前的部分實用化，經歷了20年的發展過程。其間從開環陀螺到模擬閉環，再到數字閉環;檢測電路由集成器件，到大規模積體電路，再到光電一體的模組化設計，都體現著光纖技術和半導體技術的進步。隨著光纖陀螺器件水平和設計的提高，光纖陀螺也越來越成為人們關注的焦點。由於光纖陀螺敏感角速度的原理突破了陀螺這一古老的定義，人們期待著光纖陀螺能夠克服以往機電陀螺在套用中的局限性，在慣性導航系統，特別是捷聯繫統中獲得廣泛套用。作為慣性技術中的第三代陀螺，光纖陀螺具有機械陀螺所不具備的特點。光纖陀螺只需要5個元件，且主要為半導體和光纖器件，通過光纖傳輸來敏感角速度的變化。與機械陀螺不同，它不需要任何轉動部件，可實現全固態結構。由於光的傳輸速度及半導體器件的回響速度很快，光纖陀螺可實現快速啟動。半導體和光纖的工藝特點決定了光纖陀螺很適合於批量生產，不同元器件及方案的簡單組合可生產不同精度的光纖陀螺，滿足不同套用背景的需求，因此光纖陀螺具有如下固有特點:全固態結構，可靠性高，壽命長;啟動速度快，回響時間短;測量範圍大，動態範圍寬;抗衝擊、振動，耐化學腐蝕;體積小，重量輕，成本低;適合大批量生產。
發展
國外
美國等西方已開發國家的光纖陀螺捷聯技術已處於實際套用階段，並向高精度和高可靠性方向發展。目前國內的光纖陀螺的研製水平和國外相比還有較大的差距。同時，國產的慣導系統在可靠性、可維修性、精度等方面與國外相比也有很大的差距，光纖陀螺捷聯繫統在艦船上的套用還處於起步階段，國內尚未見到有光纖陀螺捷聯繫統在艦船上的套用報導。
國內
光纖陀螺技術經過“八五”，、“九五”的攻關，在精度、動態性能、工程化等方面取得了較大的進步，但是要實現型號套用和批量化生產，還要解決很多的工程問題。光纖陀螺工程化套用主要包括溫度、振動、可靠性等方面。其中FOG的溫度特性是制約其走向實用化的主要障礙。FOG的光纖環、Y-波導、光源、禍合器等都受溫度影響。要克服溫度影響，在結構、工藝上的研究及電路上進行修正和補償是硬體上努力的方向，另外開展光纖陀螺的溫度建模及補償是軟體上努力的方向。船用垂直基準在動態武器平台中有著廣泛的套用，可廣泛用於船載天線穩定系統、瞄線動態穩定系統、艦載直升機航姿系統的初始定姿，以及遠程魚雷、飛彈的動基座快速傳遞對準等。套用中等精度的光纖陀螺組成船用捷聯繫統可以給艦船提供實時的三維姿態角信息。但是由於採用的是中等精度的光纖陀螺，系統不能自主完成初始對準，通常由外部信號基準輔助完成系統的初始對準。例如採用GPS定姿或磁航向計賦予系統初始航向角，由地平儀賦予系統的初始水平姿態角。這不僅增加了整套系統的成本，而且降低了系統的可靠性。同時在標定外部基準和慣導系統的安裝關係時，不可避免的引入了測量誤差，降低了系統的水平姿態角的測量精度。
