惯性平台按结构形式可分为框架式平台和无框架式平台。框架式平台利用框架机构隔离载体的角运动。按框架轴数目的不同分为单轴平台、双轴平台、三轴平台、四轴平台等。无框架式平台利用球形轴承隔离载体角运动,具有3个转动自由度,属于三轴全姿态平台。其中,采用流体悬浮的球形台体的平台,习惯称为浮球平台。
以三轴惯性平台为例,如图1所示,惯性平台由台体1,3个单轴陀螺仪或两个双轴陀螺仪,内框架2,外框架3以及相应的伺服回路所组成。为了建立测量基准,台体通过内、外框架支承在基座上,基座与飞行器固连。若沿任一轴存在干扰力矩,就会使框架或台体转动,此轴向陀螺仪感受转动角速度,单轴陀螺仪处于积分陀螺的工作状态,输出与台体转角成正比的信号,通过平台伺服回路输出与干扰力矩相抵消的力矩,使台体不再转动,在惯性空间的方位保持不变。当飞行器转动时,台体在惯性空间保持不动,装在3个轴上的角度传感器输出飞行器相对于惯性坐标系的转角。
在平台式惯性导航系统中,平台台体模拟某个选定的导航坐标系,导航坐标系可以是稳定在惯性空间的惯性坐标系,或是跟踪当地垂线的地平坐标系。
平台式惯性导航系统利用平台方位的可变性可以建立几种不同的导航坐标系,不同的导航坐标系可以实现不同的导航模式,并形成不同工作状态的惯性导航系统。平台式惯性导航系统主要应用方式有地平式惯性导航系统(固定方位、自由方位或游动方位)和几何式惯性导航系统。
平台式惯性导航系统的功能见图2。