INS steht für Inertial Navigation System . Es handelt sich um ein Navigationssystem, das mithilfe von Sensoren (hauptsächlich Beschleunigungsmesser und Gyroskope) kontinuierlich die Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung eines Objekts verfolgt, ohne auf externe Signale wie GPS angewiesen zu sein. INS berechnet seine Position durch Messung der Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Objekts, die dann über die Zeit integriert werden, um Änderungen in Position und Ausrichtung zu bestimmen.
Schlüsselkomponenten von INS:
- Beschleunigungsmesser:
- Diese Sensoren messen die auf das System wirkenden Beschleunigungskräfte entlang mehrerer Achsen (typischerweise X, Y und Z). Durch die Integration der Beschleunigungsdaten über die Zeit liefern sie Informationen über Geschwindigkeitsänderungen und über die Zeit über die Positionsänderung.
- Gyroskope:
- Gyroskope messen die Winkelgeschwindigkeit (Rotationsrate) um die Achsen des Systems. Diese Daten werden verwendet, um die Orientierung (Tonhöhe, Gier und Roll) des Objekts relativ zu einem Referenzrahmen zu bestimmen, wodurch seine Haltung oder seine Überschrift verfolgt wird.
- Magnetometer (optional):
- In einigen Systemen werden Magnetometer verwendet, um das Erdmagnetfeld der Erde zu messen und bei der Ausrichtung der Orientierungsschätzung zu unterstützen, wodurch zusätzliche Überschrifteninformationen bereitgestellt werden.
- Computereinheit:
- Ein Prozessor, der die Daten aus den Beschleunigungsmesser, Gyroskopen und manchmal Magnetometern integriert, um die Position, die Geschwindigkeit und die Orientierung des Objekts in Echtzeit zu berechnen.
Wie INS funktioniert:
- Anfangsaufbau : Am Start benötigt das System eine anfängliche Position und Ausrichtung (normalerweise durch ein GPS oder eine manuelle Eingabe).
- Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitsmessungen : Die INS verwendet Beschleunigungsmesser, um Änderungen der Geschwindigkeit (Beschleunigung) und Gyroskope zur Messung der Rotationsraten (Winkelgeschwindigkeit) nachzuweisen.
- Datenintegration : Das System integriert diese Messungen im Laufe der Zeit mithilfe mathematischer Algorithmen (z. B. Kalman -Filter), um die aktuelle Position und Ausrichtung des Objekts basierend auf den Anfangswerten zu schätzen.
