汽车在城市中穿行可以靠地标、靠地图还可以靠卫星导航，那火箭在空中精准飞行靠什么呢？靠大名鼎鼎的——“惯性导航”。那么问题来了，火箭用“惯性导航”，是因为惯性吗？

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何为“惯性导航”？

惯性导航是一种借助惯性传感器实现的导航方式，它不依赖任何外部信号源，而是通过测量物体运动时产生的加速度和角速度，推算出当前位置、方向和速度等信息。相对于基于星位系统或地面基站的导航方式，惯性导航具有独立性和隐蔽性等优势，因此在军事、民用、科研等领域都得到广泛应用。

惯性导航技术起源于20世纪初期，当时人们在海上航行过程中遭遇海上风暴等恶劣环境时，发现传统的基于星位和雷达的导航方式无法正常工作，因此开始研制基于惯性传感器的导航系统。随着科技的进步和惯性传感器技术的发展，惯性导航技术也得到了快速发展，在飞机、导弹、卫星、潜艇、汽车等各种交通工具的导航和控制系统中都有重要的应用。

惯性导航系统主要由加速度计和陀螺仪两个传感器组成，它们通过测量物体在空间中的加速度和角速度来推算出其运动轨迹和姿态信息。其中，加速度计一般采用微机电系统（MEMS）技术，通过测量器件内部的惯性质量受到的力来得出加速度信息；陀螺仪则是利用旋转惯性原理，通过测量器件在特定方向上的角速度来得出姿态信息。当然，惯性导航系统中还包括对传感器输出信号进行运算和滤波的处理电路、数据存储单元和通信接口等部分。

尽管惯性导航技术在应用中具有很高的隐蔽性和独立性，但由于其自身所带来的漂移误差和累积误差等问题，使得其在长时间和复杂环境下的导航精度受到限制。因此，为了提高惯性导航的精度和可靠性，人们又发展了多模式导航系统、GPS组合导航系统、蓝牙组合惯性导航系统等新型的导航方式，这些系统一般将多种导航技术融合起来，以达到更高的精度。

惯性导航作为一种传统的导航方式，但在一些特殊场合下仍扮演着不可替代的角色。随着传感器技术和计算机技术的不断发展，惯性导航正朝着高精度、低成本、小型化、智能化等方向不断改进，从原本的军事应用逐渐向民用市场延伸。

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“惯性导航”和“惯性”傻傻分不清？

这个问题有请天才的艾萨克·牛顿来为大家讲解，这烧脑的东西可基本都是他的功劳。

首先请看我的第一定律，一个物体在没有受到外力的情况下会继续保持原来的运动状态，这就是“惯性”。

注意！这是物体固有的一种属性，跟你们平时说的“习惯性”不一样。

惯性导航就复杂些，它是利用惯性传感器（加速度计和陀螺仪）来测量运动体的加速度和角速度，再计算出其位置、速度和姿态等运动状态的技术。

“估计你们还没懂，”牛顿在黑板上写出了F=ma，“其原理是我的第二定律。其中加速度a是关键。它可以决定物体的运动状态（位置、速度等），可以通过加速度计传感器测量得出。而要确定三维空间中运动体的状态，只知道加速度a还不够，还需要知道角速度。测量角速度的传感器叫陀螺仪——它的发明源于我对高速旋转刚体力学问题的研究。”牛顿开始总结：“陀螺仪和加速度计，就是惯性导航的传感器部分。正因为它们是利用物体的‘惯性’来实现测量的，所以被称为惯性器件，‘惯性导航’也因此而得名。”

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惯性导航系统在航天事业中的意义

提高导航精度：惯性导航系统的高精确度可以提高航天器的导航精度，使其能够准确到达目标位置，实现任务目标。

增加航天器的自主性：惯性导航系统可以进行实时的定位和导航计算，使航天器具备自主导航的能力，减少对地面指令的依赖，提高任务执行的独立性和灵活性。

保障航天安全：惯性导航系统能够提供高精度的位置和姿态信息，为航天器的安全着陆和返航提供必要的导航支持，保障航天活动的安全性。

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“惯性导航”江湖地位如何？

在导航界，惯导可以算是元老了，但其江湖地位至今依旧不可动摇。不管是卫星导航还是无线电导航，都需要外界设备的辅助，连天文导航也得看天体的“脸色”，因此它们都有受制于“人”时候。惯导就不一样了，它不借助其他设备，不受外界干扰，不向外发送信号，主打一个“独立自主”。同时，它还能连续、全面地输出导航信息，可谓技能点满满。历经数百年，从液浮陀螺惯导到光学陀螺惯导再到MEMS惯导、原子陀螺惯导，从火箭到飞机、自动驾驶汽车甚至体感游戏机，惯性导航依然在人类生活的方方面面焕发着勃勃生机。

火箭用“惯性导航”，虽然确实“习惯”了，却也真是因为牛顿说的那个“惯性”。火箭每一次腾跃长空精确入轨，都离不开其中惯性导航设备的默默努力。让我们为惯性导航这个幕后英雄点赞！

文章来源： 上海寻位科技， 万物灵，北京科技报社