民國115年 高考三級 航空器維修 航空儀電系統
第5題
請詳述慣性參考系統（IRS）在起飛前為何必須進行「校準（Alignment）」？ 校準過程中系統是如何確定地球自轉軸和本地水平面？（20 分）
題目
請詳述慣性參考系統（IRS）在起飛前為何必須進行「校準（Alignment）」？ 校準過程中系統是如何確定地球自轉軸和本地水平面？（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、校準目的：IRS 以加速度積分求速度與位置，以陀螺積分求姿態；若初始姿態、航向及感測器偏差未知，誤差會隨時間累積。校準旨在建立初始姿態矩陣、求出陀螺漂移與加速度計偏差，並確認當地水平與真北。
- 二、校準條件：航空器須靜止、無晃動，且已知經緯度；緯度由飛航管理系統（FMS）輸入，作為地球自轉分量計算之依據。對準時間依機型與對準模式（全對準、快速對準、儲存航向）而異，期間不得移動航空器，否則會延長或失敗。
- 三、本地水平面之確定：加速度計量測比力（specific force），靜止時比力方向與重力方向相反；由三軸加速度計輸出可求得重力向量，與重力垂直之平面即當地水平面。平台式系統以平台調平（leveling）使平台水平；捷聯式系統則以數學方式建立水平參考。
- 四、地球自轉軸與北向之確定：陀螺量測地球自轉角速度向量 Ω 在機體座標之分量；將 Ω 分解為當地垂直分量 Ω sin φ 與水平分量 Ω cos φ，水平分量指向真北。陀螺羅盤（gyrocompassing）即調整航向，使東向分量為零；緯度 φ 可由垂直分量反算。
- 五、完成與誤差：由重力向量（垂直）與地球自轉向量（含北向水平分量）即可建立當地水平面與真北，完成初始對準。高緯度、晃動、對準時間不足或緯度輸入錯誤會降低精度；對準完成後系統轉入導航模式，並以卡爾曼濾波持續估測與補償漂移。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。