2025年大學(xué)測繪工程（慣性導(dǎo)航技術(shù)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.慣性導(dǎo)航技術(shù)中，用于測量載體加速度的核心傳感器是A.陀螺儀B.加速度計C.磁力計D.氣壓計答案：B2.以下哪種誤差不屬于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要誤差源A.陀螺漂移B.加速度計零位偏置C.衛(wèi)星信號遮擋D.刻度因數(shù)誤差答案：C3.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠直接輸出的導(dǎo)航參數(shù)是A.經(jīng)度B.緯度C.速度D.高度答案：C4.捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)相比，其優(yōu)點是A.結(jié)構(gòu)復(fù)雜B.可靠性高C.精度更高D.成本更高答案：B5.在慣性導(dǎo)航中，為了提高導(dǎo)航精度，常采用的技術(shù)是A.卡爾曼濾波B.最小二乘法C.極大似然估計D.蒙特卡洛方法答案：A6.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的初始對準(zhǔn)是為了確定A.載體的初始位置B.載體的初始姿態(tài)C.傳感器的初始誤差D.以上都是答案：D7.以下關(guān)于陀螺的描述，正確的是A.陀螺只能測量角速度B.陀螺的精度與溫度無關(guān)C.光纖陀螺具有高精度、高可靠性等優(yōu)點D.激光陀螺價格低廉答案：C8.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在以下哪種環(huán)境下性能會受到較大影響A.高空飛行B.海上航行C.地下隧道D.開闊平原答案：C9.當(dāng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)長時間工作后，其導(dǎo)航誤差會逐漸增大，主要原因是A.傳感器老化B.外界干擾增強C.算法失效D.數(shù)據(jù)傳輸錯誤答案：A10.為了提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的自主性，可采取的措施是A.增加衛(wèi)星定位模塊B.采用多傳感器融合C.提高傳感器精度D.優(yōu)化導(dǎo)航算法答案：B第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共5小題，每小題3分。請將正確答案填寫在題中的橫線上。1.慣性導(dǎo)航技術(shù)是基于______原理，通過測量載體的加速度和角速度來確定載體的運動狀態(tài)。答案：牛頓力學(xué)2.加速度計的測量原理基于______定律。答案：牛頓第二3.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要組成部分包括______、______和導(dǎo)航計算機。答案：慣性測量單元、數(shù)據(jù)處理單元4.捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，姿態(tài)矩陣的求解方法主要有______和______。答案：方向余弦法、四元數(shù)法5.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差可分為______誤差和______誤差。答案：系統(tǒng)、隨機（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理。答案：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過加速度計測量載體的加速度，經(jīng)過積分得到速度，再積分得到位置；通過陀螺儀測量載體的角速度，用于姿態(tài)更新。利用牛頓力學(xué)原理，依據(jù)這些測量信息確定載體的運動狀態(tài)和導(dǎo)航參數(shù)。2.說明陀螺漂移對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)精度的影響。答案：陀螺漂移會導(dǎo)致角速度測量誤差，進而使姿態(tài)解算產(chǎn)生偏差。姿態(tài)誤差會進一步影響速度和位置的計算，隨著時間積累，導(dǎo)航誤差不斷增大，嚴(yán)重降低慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。3.列舉幾種常見的加速度計類型。答案：常見的加速度計類型有壓電式加速度計、壓阻式加速度計、應(yīng)變式加速度計、光纖加速度計、MEMS加速度計等。4.簡述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)初始對準(zhǔn)的重要性。答案：初始對準(zhǔn)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)正常工作的前提。準(zhǔn)確的初始對準(zhǔn)能夠確定載體的初始位置和姿態(tài)，為后續(xù)導(dǎo)航計算提供正確的基準(zhǔn)，減少導(dǎo)航誤差的積累，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和可靠性。（三）論述題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。要求論述充分，條理清晰。論述多傳感器融合技術(shù)在提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)性能方面的作用。答案：多傳感器融合技術(shù)可有效提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)性能。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)存在累積誤差，而其他傳感器如GPS可提供高精度的位置信息，將其與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)融合，能實時修正慣性導(dǎo)航的位置誤差，提高定位精度。同時，利用磁傳感器等可輔助確定姿態(tài)，增強姿態(tài)測量的準(zhǔn)確性和可靠性。不同傳感器在不同環(huán)境下各有優(yōu)勢，融合后能取長補短，適應(yīng)復(fù)雜多變的應(yīng)用場景，提升慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在各種情況下的整體性能。（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某飛行器的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，采用了高精度的光纖陀螺和MEMS加速度計。在飛行過程中，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航誤差逐漸增大。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)加速度計存在一定的零位偏置誤差，且陀螺的漂移率也超出了設(shè)計指標(biāo)。1.請分析加速度計零位偏置誤差對導(dǎo)航系統(tǒng)的影響。答案：加速度計零位偏置誤差會使測量的加速度值不準(zhǔn)確，導(dǎo)致速度積分計算出現(xiàn)偏差，進而使位置計算產(chǎn)生累積誤差，隨著飛行時間增加，導(dǎo)航誤差逐漸增大，影響飛行器的定位精度。2.針對陀螺漂移率超出指標(biāo)的問題，可采取哪些措施進行改進？答案：可采取定期校準(zhǔn)陀螺的措施，通過與高精度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備對比測量，調(diào)整陀螺參數(shù)以減小漂移。也可采用溫度補償技術(shù)，因為溫度變化會影響陀螺性能，通過補償算法降低溫度對漂移率的影響。還可選用更高精度、更低漂移率的陀螺進行更換。（五）設(shè)計題（共20分）答題要求：本大題共1小題，20分。請根據(jù)要求進行設(shè)計。設(shè)計一個基于慣性導(dǎo)航技術(shù)的簡單室內(nèi)定位系統(tǒng)，說明系統(tǒng)的組成部分及工作流程。答案：系統(tǒng)組成部分：包括慣性測量單元（含高精度加速度計和陀螺儀）、數(shù)據(jù)處理模塊、定位顯示模塊。工作流程：慣性測量單元實時測量載體的加速