慣性導航 聽著不靠譜，實際高大上

　　路痴Baby

　　包包

　　杜老師

　　包包

　　■包包·包打聽

　　今天我自駕出游經過一處荒涼的隧道，車載導航系統突然大喊道：“GPS信號丟失，已轉入慣性導航！”慣性導航是個什麼鬼？聽起來很不靠譜的樣子！荒郊野外的，該不會把我導到溝裡去吧！

　　這個問題看起來好高深的樣子，包包也不知道啥叫慣性導航……不過，包包找到了專門研究導航制導與控制的北京理工大學宇航學院副教授杜小菁，讓杜老師給咱們解答一下。

　　車載導航系統遇到GPS衛星信號丟失的情況，並不罕見。GPS目前在全球部署了24顆導航衛星，接收機至少要接收到其中4顆衛星發出的信號才能做出定位。所以當遇到建筑物、茂密樹木、金屬物等的遮蔽時，GPS就會出現無法搜星定位的情況。

　　這時，有的車載導航系統就會自動切換到慣性導航模式。什麼是慣性導航呢？我們拿空間中的運動體比如飛機來說。飛機的運動可以描述成兩類，一是質心（指物質系統上被認為質量集中於此的一個假想點）的移動，也稱為線運動，相關聯的導航參數有飛行速度、位置等﹔另一類是飛機繞質心的轉動，也稱為角運動，相應的導航參數有飛機的姿態角和航向角等。慣性導航，是利用陀螺儀和加速度計這兩種慣性器件，去分別測出飛機相對於慣性空間的角運動信息和線運動信息，並在給定初始條件下，由計算機推算出飛機的姿態、航向、速度、位置等導航參數的自主式導航方法。牛頓力學定律是慣性導航的理論基礎。

　　現代比較常見的幾種導航技術，包括天文導航、慣性導航、衛星導航、無線電導航等等，其中，隻有慣性導航是自主的，既不向外界輻射東西，也不用看天空中的恆星或接收外部的信號，它的隱蔽性是最好的。

　　慣性導航，並不像大家所認為的那樣“不靠譜”，像國家的很多戰略、戰術武器，再如洲際飛行的民航飛機等，都必須依賴慣性導航系統或者慣導系統和其他類型的導航系統的組合。它的造價也比較昂貴，像一台導航級（即1小時誤差1海裡）的慣導系統，至少要幾十萬，而這種精度的導航系統已足夠配備在波音747這樣的飛機上了。現在，隨著MEMS（微電子機械系統）慣性器件技術的進步，商業級、消費品級的慣性導航才逐漸走進尋常百姓家。

　　看來，慣性導航是非常靠譜的技術。自駕游達人，你的愛車配備了慣性導航系統，說明這車很高級呢！

　　本期包包：劉歲晗

　　在這裡你能找到包包，包包能找到專家，有什麼問題，盡管砸過來吧！

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