2025年高职惯性导航应用技术（惯性导航实操）试题及答案.doc

2025年高职惯性导航应用技术（惯性导航实操）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意，请将正确选项填在题后的括号内）
w1. 惯性导航系统中，用于测量载体角速度的核心元件是（ ）
A. 加速度计 B. 陀螺仪 C. 磁罗盘 D. 全球定位系统接收机
w2. 以下哪种陀螺仪属于基于光学原理工作的（ ）
A. 光纤陀螺仪 B. 压电陀螺仪 C. 微机电陀螺仪 D. 液浮陀螺仪
w3. 惯性导航系统的初始对准主要是为了确定（ ）
A. 载体的位置 B. 载体的速度 C. 惯性器件的初始参数 D. 导航坐标系
w4. 在惯性导航中，对加速度计输出信号进行积分运算可以得到（ ）
A. 角速度 B. 速度 C. 位置 D. 姿态角
w5. 惯性导航系统的优点不包括（ ）
A. 自主性强 B. 精度高 C. 不受外界干扰 D. 可连续工作
w6. 捷联式惯性导航系统与平台式惯性导航系统相比，其主要特点是（ ）
A. 结构复杂 B. 精度更高 C. 没有机电平台 D. 可靠性低
w7. 惯性导航系统中，为了提高导航精度，通常需要对惯性器件进行（ ）
A. 温度补偿 B. 湿度补偿 C. 压力补偿 D. 振动补偿
w8. 当载体做匀加速直线运动时，加速度计输出信号的特点是（ ）
A. 恒定不变 B. 线性变化 C. 周期性变化 D. 随机变化
w9. 光纤陀螺仪的精度主要取决于（ ）
A. 光纤长度 B. 光源功率 C. 干涉条纹计数精度 D. 光纤直径
w10. 在惯性导航系统中，用于修正陀螺漂移误差的方法是（ ）
A. 卡尔曼滤波 B. 最小二乘法 C. 梯度下降法 D. 加权平均法

第II卷（非选择题 共70分）
w11. （10分）简述惯性导航系统的基本组成部分及其功能。

w12. （15分）说明光纤陀螺仪的工作原理，并阐述其主要优点。

w13. （15分）在惯性导航系统中，加速度计的误差来源有哪些？如何减小这些误差？

材料：某惯性导航系统在实际应用中，出现了导航误差逐渐增大的情况。经检测发现，加速度计的零位输出存在缓慢漂移现象。
w14. （15分）针对上述材料中加速度计零位输出漂移的问题，分析可能导致该问题的原因，并提出相应的解决措施。

材料：现有一个基于微机电陀螺仪的惯性导航系统，在进行初始对准时，发现对准精度不高。
w15. （15分）结合上述材料，探讨影响该微机电陀螺仪惯性导航系统初始对准精度的因素有哪些？如何提高其初始对准精度？

答案：
w1. B
w2. A
w3. D
w4. B
w5. C
w6. C
w7. A
w8. B
w9. C
w10. A
w11. 惯性导航系统主要由惯性测量单元（IMU）、计算机系统和显示器等组成。惯性测量单元包含加速度计和陀螺仪，加速度计测量载体的加速度，陀螺仪测量载体的角速度。计算机系统根据加速度计和陀螺仪的输出，通过积分等运算解算出载体的速度、位置和姿态等信息。显示器则将导航结果直观地呈现给用户。
w12. 光纤陀螺仪利用光纤中传播的光的干涉原理来测量角速度。当光纤环在旋转时，由于Sagnac效应，两束反向传播的光的光程差会发生变化，通过检测光程差的变化来确定角速度。其优点包括精度高、可靠性好、体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强等。
w13. 加速度计的误差来源主要有零位误差、刻度因数误差、安装误差、噪声干扰等。减小零位误差可通过精确校准；刻度因数误差可采用温度补偿等方法；安装时要保证安装精度；对于噪声干扰可采用滤波等信号处理技术。
w14. 加速度计零位输出漂移可能原因有温度变化影响、器件老化等。解决措施：可采用高精度温度传感器实时监测温度，对加速度计输出进行温度补偿；定期对加速度计进行校准和性能检测，及时更换老化的器件。
w15. 影响初始对准精度的因素有微机电陀螺仪的零偏、标度因数误差、安装误差等。提高初始对准精度的方法：采用高精度的微机电陀螺仪并进行精确校准；优化安装工艺，减小安装误差；利用多传感器融合技术，结合其他辅助传感器信息来提高对准精度。