Les solutions intégrées de pointe de GUIdenav pour tous
Solutions de système de navigation inertielle haut de gamme (INS)
Plus de 15 000 systèmes en service dans plus de 35 pays
Solutions personnalisées approuvées par les principaux acteurs mondiaux
GuideNav propose des solutions INS complètes, intégrant à la fois les technologies MEMS et gyroscope à fibre optique (FOG). Nos systèmes INS sont conçus pour offrir une précision et une fiabilité exceptionnelles, répondant à un large spectre d'applications. Que vous ayez besoin des avantages compacts et économiques du MEMS ou de la précision inégalée du FOG, nos solutions garantissent des données précises de position, de vitesse et d'orientation, même dans les environnements les plus difficiles.
Présentation de nos produits de système de mesure inertielle basés sur les mems
Nos INS MEMS en vedette
- Navigation inertielle assistée par GNSS
- Rentable
- Précision d'attitude : 0,1°
- précision du cap : 0,1°
- Pour l'industrie et l'automobile
- Solution personnalisée disponible
- Navigation inertielle assistée par GNSS
- Précision d'attitude : 0,1°
- précision du cap : 0,1°
- sWaP-C optimisé (taille, poids et puissance – coût)
- Pour les avions militaires et commerciaux
- Solution personnalisée disponible
- Haute précision
- Orientation rapide à double antenne
- Précision d'attitude : 0,1°
- précision du cap : 0,05°
- Conception optimisée du blindage de l'antenne
- Solution personnalisée disponible
Présentation de nos produits de systèmes de mesure inertielle basés sur la fibre optique
Nos FOG INS en vedette
- Navigation inertielle assistée par GNSS
- Algorithme de filtre de Kalman amélioré
- Précision du roulis et du tangage : 0,01° (RMS) (double antenne statique, ligne de base de 2 m)
- Précision du cap : 0,05 ° (RMS)
- Stabilité de polarisation du gyroscope : ≤0,15 °/h (1σ, 10 s moyenne-lisse)
- Navigation inertielle assistée par GNSS
- Algorithme de filtre de Kalman amélioré
- Précision du roulis et du tangage : 0,005° (RMS) (double antenne statique, ligne de base de 2 m)
- Précision du cap : 0,02 ° (RMS)
- Stabilité de polarisation du gyroscope : ≤0,02 °/h (1σ, 10 s moyenne-lisse)
- Navigation inertielle assistée par GNSS
- Algorithme de filtre de Kalman amélioré
- Précision du roulis et du tangage : 0,005° (RMS) (double antenne statique, ligne de base de 2 m)
- Précision du cap : 0,015 ° (RMS)
- Stabilité de polarisation du gyroscope : ≤0,006 °/h (1σ, 10 s, moyenne lisse)
Obtenez votre solution personnalisée maintenant
Votre projet mérite une solution adaptée à vos spécifications exactes. Afin de garantir que nous fournissons le meilleur système de navigation inertielle (INS) pour vos besoins, nous vous invitons à partager les paramètres spécifiques et les exigences de performances de vos applications. Qu'il s'agisse de précision, de stabilité ou de contraintes de taille, notre équipe est prête à vous aider à trouver l'ajustement parfait.
Table des matières
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Présentation du système de navigation inertielle
Qu'est-ce qu'un système de navigation inertielle (INS) ?
Un système de navigation inertielle (INS) est un système de précision qui calcule la position, l'orientation et la vitesse d'un objet à l'aide d'accéléromètres et de gyroscopes. Contrairement au GPS, un INS fonctionne indépendamment des signaux externes, ce qui le rend essentiel pour la navigation dans les zones où le GPS n'est pas fiable ou indisponible, comme sous l'eau ou dans l'espace.
L'INS utilise des gyroscopes pour suivre la rotation et des accéléromètres pour mesurer le mouvement linéaire. En traitant continuellement ces données, le système détermine avec précision la position et l'orientation actuelles de l'objet grâce à l'estime.
L'INS est crucial pour la navigation de haute précision dans les systèmes aérospatiaux, de défense, maritimes et autonomes, garantissant des performances fiables même dans les environnements les plus difficiles.
Principales caractéristiques des systèmes de navigation inertielle de guidenav
Principales caractéristiques de l'INS
Navigation autonome
Caractéristique
L'INS fonctionne de manière indépendante sans dépendre de signaux externes tels que le GPS, offrant ainsi une navigation précise même dans des environnements dépourvus de signaux.
Avantage
Garantit une capacité de navigation continue dans les scénarios où le GPS est indisponible ou compromis, comme sous terre, sous l'eau ou dans les zones de combat.
Haute précision et faible dérive
Caractéristique
L'INS offre une précision extrêmement élevée, notamment avec les systèmes utilisant des FOG (gyroscopes à fibre optique), caractérisés par une faible dérive et une stabilité à long terme.
Avantage
Maintient la précision sur de longues durées, essentielle pour les applications de haute précision telles que l'aérospatiale, la navigation maritime et le guidage de missiles militaires.
Réponse rapide et performances en temps réel
Caractéristique
INS fournit des réponses rapides aux changements dynamiques, fournissant des données en temps réel sur l'attitude, la vitesse et la position.
Avantage
Crucial pour les environnements hautement dynamiques, tels que le contrôle de vol des drones et le fonctionnement de machines de précision, où la précision en temps réel est vitale.
Robustesse et durabilité
Caractéristique
INS est conçu pour être robuste, capable de résister à des conditions environnementales difficiles, notamment des températures extrêmes, des vibrations et des chocs.
Avantage
Indispensable pour les missions dans des conditions extrêmes, telles que les opérations militaires, les applications industrielles et l'exploration en haute mer, garantissant la fiabilité et la durabilité du système.
Principales caractéristiques du gyroscope Mems de Guidenav
Quelle est la différence entre le GPS et le système de navigation inertielle ?
Dépendance du signal
GPS
S'appuie sur les signaux satellite pour fournir des données de position, ce qui le rend très efficace dans les environnements extérieurs ouverts. Cependant, dans les environnements où les signaux sont obstrués (par exemple, tunnels, forêts, sous-sol) ou lorsque les signaux sont intentionnellement brouillés ou bloqués, le GPS peut échouer ou sa précision peut se dégrader considérablement.
INS
Fonctionne indépendamment des signaux externes, fournissant des informations de position et de mouvement basées sur des capteurs internes. L'INS reste fiable non seulement dans les environnements où le GPS est refusé (par exemple, sous l'eau, sous terre, dans l'espace), mais également lorsque les signaux GPS sont intentionnellement brouillés ou bloqués, offrant ainsi des informations de navigation continues et ininterrompues.
Précision et stabilité
GPS
Lorsque les signaux satellites sont puissants et dégagés, le GPS offre un positionnement absolu de haute précision. Cependant, il est sensible aux interférences de signal, au brouillage ou aux effets de trajets multiples, entraînant des fluctuations potentielles de précision.
INS
Fournit des informations d’attitude très précises et stables sur de courtes périodes. L'INS est crucial pour maintenir une navigation précise lorsque les signaux GPS ne sont pas disponibles ou peu fiables.
Scénarios d'utilisation
GPS
Idéal pour les applications nécessitant une position absolue, telles que la navigation automobile, les services de localisation sur smartphone et les activités de plein air. Il est largement utilisé pour les tâches de navigation dans des environnements ouverts où l'intégrité du signal est assurée.
INS
Essentiel dans les scénarios nécessitant une navigation ininterrompue lorsque le GPS est indisponible, peu fiable ou activement bloqué, comme dans les opérations militaires, les avions, les sous-marins, les drones et le guidage de missiles. INS fournit des informations de mouvement continues, garantissant la fiabilité dans des environnements complexes ou contraints.
Configuration initiale et calibrage
GPS
Nécessite du temps pour se verrouiller sur les signaux satellite (en particulier lors d'un démarrage à froid) avant de fournir un positionnement initial précis. Sa dépendance à l’acquisition de signaux le rend vulnérable aux retards dans des environnements difficiles.
INS
Une fois initialisé, INS fournit des données immédiates de mouvement et de position sans avoir besoin d'acquisition de signal externe. Cela rend l'INS inestimable dans les situations où la vitesse et la continuité sont critiques, et un étalonnage périodique garantit sa précision continue.
Gyroscope MEMS
Quelle est la différence entre l'IMU et le système de navigation inertielle ?
Une IMU (Inertial Measurement Unit) fournit des données brutes sur l'accélération et la vitesse angulaire, et parfois sur les champs magnétiques, qui reflètent le mouvement et l'orientation d'un objet. Pour former un INS (Inertial Navigation System), une IMU est combinée à une unité de traitement qui intègre ces données brutes au fil du temps pour calculer et mettre à jour en permanence la position, la vitesse et l'orientation de l'objet. Essentiellement, un INS est une IMU ainsi que les algorithmes et la puissance de traitement nécessaires pour transformer les données des capteurs de l'IMU en une solution de navigation complète.
Lorsqu'une IMU est intégrée à un INS, le système est utilisé dans des applications avancées telles que les avions, les sous-marins, les engins spatiaux et les véhicules autonomes, où une navigation précise et continue et un suivi de position en temps réel sont essentiels. L'INS exploite les données de l'IMU pour fournir des solutions de navigation complètes dans des environnements où la précision et la fiabilité sont primordiales.
Un guide étape par étape pour vous sélectionner le bon modèle INS pour vos applications dédiées
Comment sélectionner le bon modèle de système de navigation inertielle
ÉTAPE 1
Définir l'application et les exigences
Identifiez l'application spécifique de l'INS et définissez les spécifications clés telles que la précision requise, le taux de dérive et le temps de réponse.
Conseils : Les applications de haute précision et à faible dérive sont mieux adaptées aux FOG INS ; les applications de précision moyenne et sensibles aux coûts peuvent envisager MEMS INS.
ÉTAPE 2
Évaluer les contraintes de taille et de poids
Évaluez les exigences en matière de taille et de poids du système, en particulier dans le cas d'appareils portables ou à espace limité.
Conseil : Si la taille et le poids sont des facteurs critiques, MEMS INS est préférable en raison de sa conception compacte et légère.
ÉTAPE 3
Analyser les besoins en consommation électrique
Déterminez les exigences de consommation d’énergie, en particulier pour les applications alimentées par batterie ou sensibles à l’énergie.
Conseils : Pour les applications à faible consommation, MEMS INS est le choix préféré ; pour les applications où la consommation d'énergie est moins préoccupante mais où des performances élevées sont nécessaires, FOG INS peut être plus adapté.
ÉTAPE 4
Tenez compte des contraintes budgétaires
Évaluer le budget du projet par rapport aux besoins de performance de l'INS et aux considérations de coûts.
Conseils : Si le budget est limité et qu'une application à grande échelle est requise, MEMS INS est plus économique ; pour les besoins à gros budget et à haute performance, FOG INS est l’option privilégiée.
ÉTAPE 5
Évaluer l’adaptabilité environnementale
Tenez compte des conditions environnementales auxquelles le système sera confronté (par exemple, variations de température, vibrations).
Conseils : FOG INS fonctionne mieux dans les environnements difficiles, tandis que MEMS INS est adéquat pour des conditions plus typiques.
ÉTAPE 6
Valider et tester le modèle INS sélectionné
Après avoir sélectionné le type INS, validez votre choix en testant le modèle sélectionné en conditions réelles ou en simulations.
Conseils : Assurez-vous que l'INS choisi répond à toutes les exigences de performances, de fiabilité et d'environnement avant un déploiement à grande échelle.
Comment l’INS est-il fabriqué ?
Processus de fabrication du système de navigation inertielle
01
ÉTAPE 1 : Analyse des exigences et conception du système
Identifiez les scénarios d'application et les exigences de performances pour l'INS, déterminez le type de capteur nécessaire (par exemple, MEMS ou FOG) et concevez l'architecture du système, y compris la sélection du capteur et l'unité de traitement des données.
02
ETAPE 2 : Développement matériel
Développer et fabriquer le matériel INS, y compris les modules de capteurs sélectionnés (MEMS ou FOG), l'unité de traitement des données, le système de gestion de l'énergie et les interfaces de communication.
03
ÉTAPE 3 : Développement de logiciels
Développer le logiciel de base, y compris les algorithmes de traitement du signal, les techniques de fusion de données et le calcul de navigation.
04
ÉTAPE 4 : Intégration du système
Intégrez le matériel et les logiciels dans un système complet, effectuez le débogage initial et calibrez le système pour garantir que tous les composants fonctionnent ensemble de manière transparente.
05
ÉTAPE 5 : Tests et optimisation
Effectuer l’étalonnage du système et des tests environnementaux pour vérifier sa stabilité et sa précision dans diverses conditions. Optimisez les performances du système en fonction des résultats des tests.
Comparaison des fonctionnalités
MEMS INS VS FIBRE OPTIQUE INS
Quel est le meilleur ?
FOG INS : Idéal pour les applications nécessitant une précision extrême, une stabilité à long terme et une robustesse, comme dans l'aérospatiale, la défense et la navigation maritime. Bien que plus grand, plus lourd et plus cher, le FOG INS offre une précision et une fiabilité inégalées.
MEMS INS : idéal pour les applications où la taille, le poids, la consommation d'énergie et le coût sont des facteurs critiques, comme dans l'électronique grand public, les drones, les systèmes automobiles et certaines applications militaires. Bien que MEMS INS ne puisse pas rivaliser avec FOG en termes de précision et de stabilité, les progrès technologiques ont considérablement amélioré ses performances, ce qui en fait un choix polyvalent et économique pour un large éventail d'utilisations.
Fonctionnalité | BROUILLARD | INS MEMS |
---|---|---|
Type de capteur | Gyroscopes à fibre optique (FOG) | Systèmes micro-électro-mécaniques (MEMS) |
Précision | Précision extrêmement élevée, notamment pour une stabilité à long terme | Varie considérablement ; certains MEMS INS haut de gamme peuvent atteindre une précision de niveau FOG de milieu de gamme |
Taux de dérive | Taux de dérive très faible, idéal pour les missions de longue durée | Taux de dérive plus élevé que le FOG, mais amélioré grâce à la technologie |
Taille et poids | Plus grand et plus lourd en raison de la nature de la fibre optique | Compact et léger, idéal pour les applications portables et à espace limité |
Consommation d'énergie | Consommation d’énergie généralement plus élevée | Consommation d'énergie réduite, adaptée aux appareils fonctionnant sur batterie |
Coût | Coût plus élevé en raison d’une fabrication et de matériaux complexes | Moins coûteux, plus économique pour un déploiement à grande échelle |
Robustesse environnementale | Très résistant aux variations de température, aux chocs et aux vibrations | Moins robuste que FOG, mais amélioré grâce à des conceptions et un emballage avancés |
Temps de réponse | Réponse rapide, adaptée aux applications de haute précision | Réponse rapide, mais la précision peut varier en fonction de l'application |
Applications | Utilisé dans l'aérospatiale, la navigation maritime, la défense et d'autres domaines de haute précision | Largement utilisé dans l'électronique grand public, l'automobile, les drones et certaines applications militaires |
Longévité et fiabilité | Fiabilité supérieure à long terme, idéale pour les systèmes critiques | Généralement moins durable sur de longues périodes, mais suffisant pour de nombreuses applications |
Nos avantages
Pourquoi choisir Guidenav?
Approuvé par les acteurs clés
Nos produits avancés de navigation inertielle jouissent de la confiance des principales organisations des secteurs de l'aérospatiale, de la défense, du commerce et de l'industrie dans plus de 25 pays. Notre réputation de fiabilité et de précision nous distingue.
Performances optimales
Nos produits offrent des performances de premier ordre avec une excellente stabilité de biais. Conçus pour les applications les plus exigeantes, ils assurent une navigation et un contrôle précis.
Éprouvé dans un environnement difficile
Nos solutions sont conçues pour résister à des conditions extrêmes, offrant des performances constantes dans des environnements difficiles. La température de fonctionnement typique avec nos capteurs et systèmes de navigation inertielle est de -40℃~+60℃
Excellentes performances sous vibrations
Notre technologie excelle dans les environnements à fortes vibrations, garantissant précision et stabilité même dans les environnements opérationnels les plus difficiles.
Système PLUG&PLAY
Nos systèmes sont conçus pour une intégration facile, offrant des solutions plug-and-play qui simplifient l'installation et réduisent le temps de configuration, vous permettant ainsi de vous concentrer sur votre mission.
SANS ITAR
Nos produits sont sans ITAR, vous offrant l'avantage de transactions internationales plus faciles et de moins d'obstacles réglementaires. Choisissez GuideNav pour des opérations mondiales transparentes.
Notre usine - Voir pour croire
Pourquoi nous choisir
Des solutions complètes pour tous vos besoins de navigation
Couverture de qualité commerciale
Stabilité du biais : >0,2°/h
Solution : Gyroscope/IMU/INS basé sur MEMS
Applications : navigation automobile, véhicules aériens sans pilote, transport, robotique, etc.
Couverture de qualité tactique
Stabilité de polarisation : 0,05°/h-0,2°/h
Solution : Gyroscope/IMU/INS à fibre optique et MEMS
Applications : opérations de véhicules blindés, artillerie anti-aérienne, ciblage de précision, etc.
Couverture de niveau de navigation
Stabilité de polarisation : ≤0,05°/h
Solution : Fibre optique & Gyroscope laser annulaire/IMU/INS
Applications : guidage moyenne et longue portée, aviation militaire, satellites
FAQ
Réponses à vos questions
Un système de navigation inertielle (INS) utilise des capteurs inertiels pour mesurer les changements de mouvement, ce qui aide à déterminer la vitesse, l'orientation et la position d'un objet.
L'IMU, un composant du système de navigation inertielle, se compose de capteurs tels que des accéléromètres, des gyroscopes et parfois des magnétomètres.
Plus de détails :
- Les accéléromètres mesurent l'accélération d'un objet et suivent l'évolution de sa vitesse.
- Les gyroscopes détectent les changements de vitesse angulaire.
- Les magnétomètres évaluent la force et la direction du champ magnétique terrestre, déterminant ainsi l'orientation par rapport au nord magnétique. Le système s'ajuste à l'écart entre le nord géographique et le nord magnétique. Cependant, les sources d'interférences magnétiques peuvent affecter la précision d'un magnétomètre dans la plupart des véhicules.
Ces capteurs ont chacun des limites, mais ils fonctionnent mieux lorsqu'ils sont combinés. En mesurant ces trois capteurs, la centrale de navigation inertielle calcule la distance parcourue et le cap.
Un système de navigation inertielle mesure :
- Pas
- Rouler
- Titre
Un INS intègre également un récepteur GNSS, ajoutant un autre capteur. Cela fournit une position absolue plutôt que relative. Alors qu'un INS peut à lui seul déterminer la position par rapport au référentiel inertiel, sa combinaison avec le GNSS fournit une position globale précise.
Un système de navigation inertielle est autonome et n'a pas besoin de signaux satellite ou de stations de base pour déterminer la position.
Le GNSS s'appuie sur les informations satellitaires pour le positionnement. Il est largement utilisé dans les applications civiles, commerciales et de défense, bien qu'il puisse être perturbé par les conditions atmosphériques et les trajets multiples. Les signaux GNSS peuvent également être obstrués par des tunnels ou intentionnellement interférés par brouillage et usurpation d’identité, en particulier dans les scénarios militaires.
Lorsqu'ils sont utilisés ensemble, ces deux systèmes fournissent un positionnement très précis, le système de navigation inertielle conservant la précision dans les environnements refusés par GNSS, améliorant ainsi les données de navigation GNSS.
Un INS comprend une unité de mesure inertielle (IMU) et une unité de calcul. À partir d'une position et d'une orientation connues (le référentiel inertiel), l'IMU suit les changements de vitesse et de rotation, envoyant des données brutes à l'unité de calcul INS, qui détermine ensuite avec précision la nouvelle position et l'orientation.
Les systèmes de navigation inertielle fournissent des données de position de manière fiable. Ils vont des MEMS légers (systèmes microélectromécaniques) aux gyroscopes dynamiques à fibre optique (FOG) et aux gyroscopes numériques avancés à fibre optique (DFOG).
L'INS est particulièrement utile dans les environnements où le GNSS (système mondial de navigation par satellite) n'est pas disponible. Le GNSS peut être perturbé dans les tunnels ou sous l’eau. Il peut également souffrir de trajets multiples ou d'interférences atmosphériques. Bien qu'il s'agisse d'un problème mineur pour la navigation téléphonique, un positionnement précis est essentiel pour les applications de levé aérien ou de défense.
La combinaison de l'INS avec le GNSS est plus fiable, car l'INS atténue les erreurs que le GNSS seul pourrait rencontrer. L'INS peut fonctionner efficacement sans communication avec la station de base, ce qui le rend idéal là où le GNSS est imprécis ou indisponible.
Divers systèmes de navigation inertielle offrent différents niveaux de précision.
Les INS haut de gamme utilisant des gyroscopes à fibre optique (FOG) sont précis à quelques centimètres près, adaptés à l'exploration aérospatiale, aux AUV et aux applications de défense. Contrairement au GNSS, l'INS est insensible au brouillage ou à l'usurpation d'identité car il ne s'appuie pas sur des références externes telles que des satellites ou des stations de base. GuideNav propose également des INS économiques basés sur MEMS pour les applications nécessitant moins de précision.
L'étalonnage d'un INS garantit que les résultats de sortie du capteur sont précis et cohérents dans les conditions de fonctionnement spécifiées. L'étalonnage implique de comparer les sorties de l'INS avec les informations de référence et d'ajuster les facteurs de co-efficacité pour qu'ils correspondent aux deux.
La sortie INS peut varier en raison de plusieurs facteurs, tels que :
- Température – Affecte la sortie INS sur une plage de températures.
- Sources d'erreurs systématiques à partir d'accéléromètres et de gyroscopes comprenant :
- Biais du capteur
- Facteur d'échelle de sortie du capteur
- Sensibilité transversale du capteur
- Désalignement de l’axe du capteur
- Sensibilité G du gyroscope MEMS
- Champ magnétique – Les unités INS équipées de magnétomètres pour la détermination du cap peuvent être affectées par les changements de champ magnétique (par exemple, des objets ferreux ou des aimants provoquant des interférences statiques). Cette erreur est généralement calibrée une fois que l'INS est installé dans sa position finale sur un véhicule pour tenir compte des sources d'interférences magnétiques statiques. Tous les produits GuideNav disposent d'un logiciel d'étalonnage magnétique intégré pour résoudre ce problème.
L'étalonnage INS implique des équipements tels que des chambres de température, des tables de mise à niveau, des tables de taux et des cardans. Tous les produits GuideNav sont calibrés, testés et conformes aux normes industrielles pertinentes avant expédition.
Les capteurs INS se répartissent en cinq niveaux de performances , principalement basés sur les performances du gyroscope.
Bien que l'INS utilise également des accéléromètres et des magnétomètres, le coût du gyroscope par rapport aux performances détermine principalement le niveau de performance. Les performances des INS basés sur MEMS vont du niveau grand public au niveau tactique, mais les progrès des technologies MEMS et de fusion de données ont poussé les performances des INS basés sur MEMS vers un niveau tactique haut de gamme.
Niveau de performance : Consommateur
- Stabilité du biais gyroscopique : plus de 20 °/h
- Coût : $
- Exemples d'applications : détection de mouvement
- Technologie des capteurs : MEMS
Niveau de performance : industriel/tactique
- Stabilité du biais gyroscopique : 5 – 20 °/h
- Coût : $$
- Exemples d'applications : robotique
- Technologie de capteur : basée sur MEMS
Niveau de performance : Tactique haut de gamme
- Stabilité du biais gyroscopique : 0,1 – 5 °/h
- Coût : $$$
- Exemples d'applications : systèmes autonomes
- Technologie de capteur : MEMS / FOG (gyroscope à fibre optique) /RLG (gyroscope laser annulaire)
Niveau de performance : Navigation
- Stabilité du biais gyroscopique : 0,01 – 0,1 °/h
- Coût : $$$$
- Exemples d'applications : navigation aérienne
- Technologie de capteur : BROUILLARD/RLG
Niveau de performance : Stratégique
- Stabilité du biais gyroscopique : 0,0001 – 0,01 °/h
- Coût : $$$$$
- Technologie de capteur : BROUILLARD/RLG