نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) هو نظام ملاحة يستخدم أجهزة استشعار (بشكل أساسي مقاييس التسارع والجيروسكوبات) لتتبع موقع وسرعة واتجاه جسم ما باستمرار، دون الاعتماد على إشارات خارجية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يحسب نظام الملاحة بالقصور الذاتي موقعه عن طريق قياس تسارع الجسم وسرعته الزاوية، ثم يتم دمج هذه البيانات مع مرور الوقت لتحديد التغيرات في الموقع والاتجاه.
المكونات الرئيسية لنظام المعلومات الجغرافية:
- مقاييس التسارع:
- تقيس هذه المستشعرات قوى التسارع المؤثرة على النظام على طول محاور متعددة (عادةً X وY وZ). ومن خلال دمج بيانات التسارع مع مرور الوقت، فإنها توفر معلومات حول التغيرات في السرعة، وبالتالي التغير في الموضع مع مرور الوقت.
- الجيروسكوبات:
- تقيس الجيروسكوبات السرعة الزاوية (معدل الدوران) حول محاور النظام. تُستخدم هذه البيانات لتحديد اتجاه الجسم (الميل، والانعراج، والدوران) بالنسبة إلى إطار مرجعي، مما يساعد على تتبع وضعه أو مساره.
- أجهزة قياس المغناطيسية (خياري):
- في بعض الأنظمة، تُستخدم مقاييس المغناطيسية لقياس المجال المغناطيسي للأرض والمساعدة في تقدير الاتجاه، مما يوفر معلومات إضافية عن الاتجاه.
- وحدة الحوسبة:
- معالج يقوم بدمج البيانات من مقاييس التسارع، والجيروسكوبات، وأحيانًا مقاييس المغناطيسية لحساب موضع الجسم وسرعته واتجاهه في الوقت الحقيقي.
كيف يعمل نظام التأمين على الحياة (INS):
- الإعداد الأولي : في البداية، يحتاج النظام إلى تحديد الموقع والاتجاه الأوليين (يتم توفيرهما عادةً بواسطة نظام تحديد المواقع العالمي GPS أو الإدخال اليدوي).
- قياسات التسارع والسرعة الزاوية : يستخدم نظام الملاحة بالقصور الذاتي مقاييس التسارع لاكتشاف التغيرات في السرعة (التسارع) والجيروسكوبات لقياس معدلات الدوران (السرعة الزاوية).
- تكامل البيانات : يقوم النظام بدمج هذه القياسات بمرور الوقت باستخدام خوارزميات رياضية (مثل مرشحات كالمان) لتقدير الموضع والاتجاه الحاليين للكائن بناءً على القيم الأولية.
