En navigation inertielle, une antenne fait généralement référence à l'appareil qui reçoit des signaux de systèmes de positionnement externes, le plus souvent des systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) , tels que GPS, GLONASS, Galileo ou BeiDou. L'antenne est cruciale pour fournir des informations de position absolue (latitude, longitude et altitude) et faciliter l' initialisation et la correction du système de navigation inertielle (INS).
Rôle de l'antenne dans la navigation inertielle :
Réception des signaux GNSS:
- L'antenne reçoit des signaux des satellites GNSS qui diffusent leur position et leurs données de temps. Cela permet à l'INS de déterminer la et la vitesse absolues du système, qui peuvent être utilisées pour corriger ou calibrer les capteurs inertiels (accéléromètres et gyroscopes) au fil du temps.
Positionnement et navigation:
- Les données GNSS fournies par l'antenne contribuent à établir la position de l'appareil dans l'espace. Ces informations sont particulièrement importantes pour déterminer la position initiale et pour effectuer des corrections aux estimations de la position et de la vitesse du système de navigation inertielle au fil du temps, en particulier en l'absence d'autres systèmes de référence.
Fusion avec des capteurs inertiels:
- Dans une de fusion de capteurs , les données de l'antenne GNSS et des capteurs inertiels (IMU) sont combinées à l'aide d'algorithmes comme le filtrage de Kalman pour fournir des informations de navigation précises et continues. Les capteurs inertiels fournissent une précision à court terme, tandis que les données GNSS corrigent la dérive à long terme.
Rôle dans l'initialisation:
- Pendant le démarrage du système ou lorsque l'INS ne peut pas obtenir suffisamment de mesures d'inertie, l'antenne GNSS fournit des données vitales pour l'alignement initial et l'étalonnage du système, en particulier pour la position initiale et la rubrique.
Aider dans la précision:
- Dans le cas de systèmes à double antenne ou de plusieurs antennes , la position relative entre les antennes peut être utilisée pour calculer le cap , le roulis et la hauteur . Ceci est courant dans des applications comme la marine , l'aérospatiale et sur les véhicules terrestres , où une rubrique et une attitude précises sont nécessaires.
Par exemple:
- Les systèmes à un seul antenne s'appuient uniquement sur les données GNSS pour mettre à jour la position, tandis que
- Les systèmes à double antenne utilisent deux antennes placées à une distance fixe pour calculer la prise, qui est ensuite utilisée pour corriger les Ins.
Impact des facteurs environnementaux:
- Les performances de l'antenne peuvent être affectées par des facteurs environnementaux tels que le blocage du signal , les interférences multiples (signaux réfléchis) ou les conditions atmosphériques , ce qui peut avoir un impact sur la qualité et la fiabilité des données GNSS. Ceci est particulièrement problématique dans les canyons urbains ou les forêts denses , où les signaux peuvent être bloqués ou réfléchis.
Types d'antennes en navigation inertielle:
- Antennes patch:
- Ce sont de petites antennes plates souvent utilisées dans les récepteurs GNSS pour des applications nécessitant des conceptions à profil bas. Ils peuvent être utilisés dans les configurations à deux et à double antenne.
- Antennes hélicoïdales:
- Utilisé pour les applications où l'antenne doit fournir une meilleure réception de signal dans une direction spécifique (par exemple, avions , navires marins ).
- Systèmes à double antenne:
- Dans les applications où le cap et l'attitude doivent être déterminés, des systèmes à double antenne sont utilisés. Ces systèmes mesurent la position relative entre deux antennes pour calculer l' en-tête (direction du voyage), qui peut ensuite être fusionnée avec des mesures inertiales.
- Antennes microrubanes et l1 / l2:
- Ces antennes peuvent fonctionner sur des bandes GNSS spécifiques (par exemple, L1 pour GPS) et peuvent offrir une grande précision et une résistance à l'interférence du signal.
Conclusion:
Dans la navigation inertielle, l'antenne est un composant vital pour fournir des données de position absolue via des signaux GNSS, ce qui aide à corriger les erreurs accumulées (dérive) dans l' unité de mesure inertielle (IMU) . En combinant les données de l'antenne avec les mesures de l'IMU, le système peut atteindre une précision et une fiabilité dans la navigation, en particulier sur des périodes plus longues et dans des environnements où les capteurs inertiels seuls connaissent la dérive.
