惯性导航系统的基本组成
惯性导航系统的核心是由陀螺仪和加速度计组成的惯性测量单元（简称IMU），之所以称为惯性导航，是因为惯性测量单元都是惯性器件。其中，陀螺仪测量的是无人机的角运动，即无人机绕质心的转动，相应的导航参数有飞机的姿态角和航向角等，其输出可用于建立导航坐标系；加速度计用来测量无人机的线运动，即无人机质心的移动，其输出可用于解算运载体在导航坐标系中的速度和位置。
第二个重要组成部分是惯导平台，可以为实物或虚拟（用陀螺仪输出信息来模拟），其作用是用来跟踪导航坐标系，把加速度计的测量轴稳定在导航坐标系，并提供载体的姿态和方位信息，还有主要由陀螺仪组成的稳定回路。
第三个组成部分是导航计算机，其主要功能是完成导航计算和平台跟踪回路中指令角速度信号的计算。
第四个组成部分是控制显示器，用于给定初始参数及系统需要的其他参数，显示各种导航信息。对于无人机来说，控制显示器的功能转移到地面站。
惯导的组成如图3-41所示。
图3-41 惯导的组成
惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，基于两种惯性器件测量的数据，并在给定的基准方向和最初位置信息条件下，由计算单元推算出无人机在惯性空间中的姿态、航向、速度、位置等导航参数的导航参数解算系统，也是一种不依赖外部信息，也不向外部辐射能量的自主式导航系统，其工作环境可以在空中、地面、隧道，甚至还可以在水下。其主要特点如下：
（1）自主性，全球、全天候导航；
（2）隐蔽性；
（3）连续三维定位、定向；
（4）能获取运动载体完备的运动信息。
但是，在工程上实现一套惯导绝非易事，至少需要解决以下问题：
（1）必须采用一组高精度的加速度计作为测量单元。惯性导航的基本原理是加速度计的积分运算，因此加速度计的误差将会造成随时间平方增长的位置误差。
（2）必须依靠一组高性能的陀螺仪来模拟一个稳定的导航坐标系。无人机加速度、速度、位置都是矢量，必须明确相对于哪个参考坐标系；矢量的运算只能分解到该坐标系的3个轴上才能进行。
（3）必须有效地将运动加速度和重力加速度分离开，并补偿掉其他不需要的加速度分量。因为加速度计不能区分测量值是运动加速度（还包括地球自转引起的哥氏加速度）还是重力加速度，因此要通过陀螺输出来模拟当地水平坐标系进行补偿。
（4）必须建立全面细致的计算和补偿网络，采用的计算装置要有足够的计算精度和运算速度。