Передовые решения GUIdenav для всех
Решения для инерциальных навигационных систем премиум-класса (INS)
Более 15 000 систем работают в более чем 35 странах
Индивидуальные решения, которым доверяют ключевые игроки по всему миру
GuideNav предлагает комплексные решения INS, включающие технологии MEMS и волоконно-оптического гироскопа (FOG). Наши системы INS разработаны для обеспечения исключительной точности и надежности и подходят для широкого спектра применений. Если вам нужны компактные и экономичные преимущества MEMS или непревзойденная точность FOG, наши решения обеспечивают точные данные о положении, скорости и ориентации даже в самых сложных условиях.
Представляем наши продукты для инерциальных измерительных систем на основе mems
Наши избранные MEMS INS
- Инерциальная навигация с помощью GNSS
- Экономичный
- Точность ориентации: 0,1°
- точность курса: 0,1°
- Для промышленности и автомобилестроения
- Доступно индивидуальное решение
- Инерциальная навигация с помощью GNSS
- Точность ориентации: 0,1°
- точность курса: 0,1°
- Оптимизированный sWaP-C (размер, вес и мощность – стоимость)
- Для военных и коммерческих самолетов
- Доступно индивидуальное решение
- Высокая точность
- Двойная антенна, быстрая ориентация
- Точность ориентации: 0,1°
- точность курса: 0,05°
- Оптимизированная конструкция экранирования антенны
- Доступно индивидуальное решение
Представляем наши продукты для инерциальных измерительных систем на основе оптоволокна
Наши избранные противотуманные INS
- Инерциальная навигация с помощью GNSS
- Улучшенный алгоритм фильтра Калмана
- Точность крена и тангажа: 0,01° (СКЗ) (статическая двойная антенна, базовая линия 2 м)
- Точность курса: 0,05° (RMS)
- Стабильность смещения гироскопа: ≤0,15°/ч (1σ, 10 с, среднее-гладкое)
- Инерциальная навигация с помощью GNSS
- Улучшенный алгоритм фильтра Калмана
- Точность крена и тангажа: 0,005° (RMS) (статическая двойная антенна, базовая линия 2 м)
- Точность курса: 0,02° (RMS)
- Стабильность смещения гироскопа: ≤0,02°/ч (1σ, 10 с, среднее-гладкое)
- Инерциальная навигация с помощью GNSS
- Улучшенный алгоритм фильтра Калмана
- Точность крена и тангажа: 0,005° (RMS) (статическая двойная антенна, базовая линия 2 м)
- Точность курса: 0,015° (RMS)
- Стабильность смещения гироскопа: ≤0,006°/ч (1σ, 10 с, среднее-гладкое)
Получите индивидуальное решение прямо сейчас
Ваш проект заслуживает решения, точно отвечающего вашим требованиям. Чтобы гарантировать, что мы предоставим лучшую инерциальную навигационную систему (INS) для ваших нужд, мы приглашаем вас поделиться конкретными параметрами и требованиями к производительности ваших приложений. Будь то точность, стабильность или ограничения по размеру, наша команда готова помочь вам найти идеальный вариант.
Оглавление
Загрузите эту страницу в формате PDF
Чтобы сэкономить ваше время, мы также подготовили PDF-версию, содержащую все содержимое этой страницы. Просто оставьте свой адрес электронной почты, и вы сразу же получите ссылку для скачивания.
Представляем инерциальную навигационную систему
Что такое инерциальная навигационная система (ИНС)?
Инерциальная навигационная система (INS) — это прецизионная система, которая рассчитывает положение, ориентацию и скорость объекта с помощью акселерометров и гироскопов. В отличие от GPS, ИНС работает независимо от внешних сигналов, что делает ее незаменимой для навигации в районах, где GPS ненадежна или недоступна, например, под водой или в космосе.
INS использует гироскопы для отслеживания вращения и акселерометры для измерения линейного движения. Постоянно обрабатывая эти данные, система точно определяет текущее положение и ориентацию объекта посредством точного счисления.
INS имеет решающее значение для высокоточной навигации в аэрокосмических, оборонных, морских и автономных системах, обеспечивая надежную работу даже в самых сложных условиях.
Ключевые особенности инерциальных навигационных систем Guidenav
Ключевые особенности ИНС
Автономная навигация
Особенность
INS работает независимо, не полагаясь на внешние сигналы, такие как GPS, обеспечивая точную навигацию даже в условиях отсутствия сигнала.
Преимущество
Обеспечивает постоянную навигационную способность в ситуациях, когда GPS недоступен или скомпрометирован, например, под землей, под водой или в зонах боевых действий.
Высокая точность и низкий дрейф
Особенность
INS обеспечивает чрезвычайно высокую точность, особенно с системами, использующими FOG (волоконно-оптические гироскопы), характеризующимися низким дрейфом и долгосрочной стабильностью.
Преимущество
Сохраняет точность в течение длительного времени, что важно для высокоточных приложений, таких как аэрокосмическая, морская навигация и наведение военных ракет.
Быстрый отклик и производительность в реальном времени
Особенность
INS обеспечивает быструю реакцию на динамические изменения, предоставляя в режиме реального времени данные об ориентации, скорости и положении.
Преимущество
Крайне важно для высокодинамичных сред, таких как управление полетом дронов и работа точного оборудования, где точность в реальном времени имеет жизненно важное значение.
Прочность и долговечность
Особенность
INS спроектирован так, чтобы быть прочным и способным выдерживать суровые условия окружающей среды, включая экстремальные температуры, вибрации и удары.
Преимущество
Незаменим для миссий в экстремальных условиях, таких как военные операции, промышленное применение и глубоководные исследования, обеспечивая надежность и долговечность системы.
Ключевые особенности гироскопа Guidenav's Mems
В чем разница между GPS и инерциальной навигационной системой?
Зависимость сигнала
GPS
Для предоставления данных о местоположении используется спутниковые сигналы, что делает его очень эффективным на открытых площадках. Однако в средах, где сигналы заблокированы (например, туннели, леса, под землей) или где сигналы намеренно блокируются или блокируются, GPS может дать сбой или его точность может значительно ухудшиться.
ИНС
Работает независимо от внешних сигналов, предоставляя информацию о положении и движении на основе внутренних датчиков. INS остается надежной не только в средах, где отсутствует GPS (например, под водой, под землей, в космосе), но также и тогда, когда сигналы GPS намеренно блокируются или блокируются, обеспечивая непрерывную и бесперебойную навигационную информацию.
Точность и стабильность
GPS
Когда спутниковые сигналы сильны и беспрепятственны, GPS обеспечивает высокоточное абсолютное позиционирование. Однако он подвержен помехам сигнала, помехам или эффекту многолучевого распространения, что приводит к потенциальным колебаниям точности.
ИНС
Обеспечивает очень высокую точность и стабильную информацию об ориентации в течение коротких периодов времени. INS имеет решающее значение для обеспечения точной навигации, когда сигналы GPS недоступны или ненадежны.
Сценарии использования
GPS
Идеально подходит для приложений, требующих абсолютного местоположения, таких как автомобильная навигация, службы определения местоположения смартфонов и мероприятия на свежем воздухе. Он широко используется для задач навигации в открытых средах, где гарантирована целостность сигнала.
ИНС
Незаменим в сценариях, требующих бесперебойной навигации, когда GPS недоступен, ненадежен или активно заблокирован, например, в военных операциях, самолетах, подводных лодках, дронах и наведении ракет. INS предоставляет информацию о непрерывном движении, обеспечивая надежность в сложных или ограниченных условиях.
Первоначальная настройка и калибровка
GPS
Требуется время для захвата спутниковых сигналов (особенно во время холодного запуска), прежде чем обеспечить точное начальное позиционирование. Его зависимость от приема сигнала делает его уязвимым к задержкам в сложных условиях.
ИНС
После инициализации INS немедленно предоставляет данные о движении и положении без необходимости получения внешнего сигнала. Это делает INS бесценным в ситуациях, когда скорость и непрерывность имеют решающее значение, а периодическая калибровка обеспечивает его постоянную точность.
МЭМС-гироскоп
В чем разница между IMU и инерциальной навигационной системой?
IMU (блок инерциальных измерений) предоставляет необработанные данные об ускорении и угловой скорости, а иногда и о магнитных полях, которые отражают движение и ориентацию объекта. Чтобы сформировать INS (инерциальную навигационную систему), IMU объединяется с блоком обработки, который со временем интегрирует эти необработанные данные для расчета и постоянного обновления положения, скорости и ориентации объекта. По сути, INS — это IMU плюс необходимые алгоритмы и вычислительная мощность для преобразования данных датчиков IMU в полноценное навигационное решение.
Когда IMU интегрирован в INS, система используется в сложных приложениях, таких как самолеты, подводные лодки, космические корабли и автономные транспортные средства, где точная, непрерывная навигация и отслеживание местоположения в реальном времени имеют решающее значение. INS использует данные IMU для предоставления комплексных навигационных решений в средах, где точность и надежность имеют первостепенное значение.
Пошаговое руководство по выбору модели INS, подходящей для ваших конкретных задач.
Как выбрать правильную модель инерциальной навигационной системы
ШАГ 1
Определить приложение и требования
Определите конкретное применение INS и определите ключевые характеристики, такие как требуемая точность, скорость дрейфа и время отклика.
Рекомендации : высокоточные приложения с низким дрейфом лучше подходят для FOG INS; Для приложений средней точности и экономичности можно рассмотреть возможность использования MEMS INS.
ШАГ 2
Оцените ограничения по размеру и весу
Оцените требования к размеру и весу системы, особенно для компактных или портативных устройств.
Рекомендации : если размер и вес являются решающими факторами, предпочтительнее использовать MEMS INS из-за его компактной и легкой конструкции.
ШАГ 3
Анализ потребностей в энергопотреблении
Определите требования к энергопотреблению, особенно для приложений с батарейным питанием или чувствительных к энергопотреблению.
Рекомендации : Для приложений с низким энергопотреблением предпочтительным выбором является MEMS INS; для приложений, где энергопотребление не так важно, но необходима высокая производительность, FOG INS может оказаться более подходящим.
ШАГ 4
Учитывайте бюджетные ограничения
Оцените бюджет проекта с точки зрения производительности INS и стоимостных соображений.
Рекомендации : Если бюджет ограничен и требуется крупномасштабное применение, MEMS INS более экономична; для высокобюджетных и высокопроизводительных задач предпочтительным вариантом является FOG INS.
ШАГ 5
Оцените экологическую адаптируемость
Учитывайте условия окружающей среды, с которыми столкнется система (например, колебания температуры, вибрации).
Рекомендации : FOG INS лучше работает в суровых условиях, тогда как MEMS INS подходит для более типичных условий.
ШАГ 6
Проверка и тестирование выбранной модели INS
После выбора типа INS подтвердите свой выбор, протестировав выбранную модель в реальных условиях или при моделировании.
Рекомендации : перед полномасштабным развертыванием убедитесь, что выбранная ИНС соответствует всем требованиям к производительности, надежности и экологическим требованиям.
Как производится ИНС?
Процесс производства инерциальной навигационной системы
01
ШАГ 1: Анализ требований и проектирование системы
Определите сценарии применения и требования к производительности ИНС, определите необходимый тип датчика (например, MEMS или FOG) и спроектируйте архитектуру системы, включая выбор датчика и блока обработки данных.
02
ЭТАП 2: Разработка аппаратного обеспечения
Разработать и изготовить аппаратное обеспечение ИНС, включая выбранные сенсорные модули (МЭМС или ВОГ), блок обработки данных, систему управления питанием и интерфейсы связи.
03
ЭТАП 3: Разработка программного обеспечения
Разработайте основное программное обеспечение, включая алгоритмы обработки сигналов, методы объединения данных и навигационные вычисления.
04
ЭТАП 4: Системная интеграция
Интегрируйте аппаратное и программное обеспечение в целостную систему, выполните первоначальную отладку и откалибруйте систему, чтобы обеспечить бесперебойную совместную работу всех компонентов.
05
ШАГ 5: Тестирование и оптимизация
Проведите калибровку системы и испытания на воздействие окружающей среды, чтобы проверить ее стабильность и точность в различных условиях. Оптимизируйте производительность системы на основе результатов тестирования.
Сравнение возможностей
МЭМС-ИНС или ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ИНС,
что лучше?
FOG INS : лучше всего подходит для применений, требующих чрезвычайной точности, долгосрочной стабильности и надежности, например, в аэрокосмической, оборонной и морской навигации. Несмотря на то, что FOG INS больше, тяжелее и дороже, она обеспечивает непревзойденную точность и надежность.
MEMS INS : идеально подходит для применений, где размер, вес, энергопотребление и стоимость являются критическими факторами, например, в бытовой электронике, дронах, автомобильных системах и некоторых военных приложениях. Хотя MEMS INS не может сравниться с FOG по точности и стабильности, технологические достижения значительно улучшили его характеристики, что делает его универсальным и экономичным выбором для широкого спектра применений.
Особенность | ТУМАН ИНС | МЭМС ИНС |
---|---|---|
Тип датчика | Волоконно-оптические гироскопы (ВОГ) | Микроэлектромеханические системы (МЭМС) |
Точность | Чрезвычайно высокая точность, особенно для долгосрочной стабильности | Варьируется в широких пределах; некоторые высококлассные MEMS INS могут достигать точности среднего уровня на уровне FOG. |
Скорость дрейфа | Очень низкая скорость дрейфа, что делает его идеальным для длительных миссий. | Более высокая скорость сноса по сравнению с FOG, но улучшается с развитием технологий. |
Размер и вес | Больше и тяжелее из-за особенностей оптоволокна. | Компактный и легкий, идеально подходит для портативных приложений и приложений с ограниченным пространством. |
Потребляемая мощность | Обычно более высокое энергопотребление | Низкое энергопотребление, подходит для устройств с батарейным питанием. |
Расходы | Более высокая стоимость из-за сложного изготовления и материалов. | Более низкая стоимость, более экономичная для крупномасштабного развертывания |
Экологическая надежность | Высокая устойчивость к перепадам температуры, ударам и вибрациям. | Менее прочный, чем FOG, но улучшенный за счет усовершенствованного дизайна и упаковки. |
Время ответа | Быстрый отклик, подходит для высокоточных приложений. | Быстрый отклик, но точность может варьироваться в зависимости от приложения. |
Приложения | Используется в аэрокосмической, морской навигации, обороне и других высокоточных областях. | Широко используется в бытовой электронике, автомобилестроении, дронах и некоторых военных приложениях. |
Долговечность и надежность | Превосходная долговременная надежность, идеально подходит для критически важных систем. | Обычно менее долговечен в течение длительного времени, но достаточен для многих применений. |
Наши преимущества
Почему стоит выбрать Guidenav?
Нам доверяют ключевые игроки
Нашим передовым продуктам инерциальной навигации доверяют ведущие организации аэрокосмической, оборонной, коммерческой и промышленной отраслей из более чем 25 стран. Наша репутация надежности и точности отличает нас.
Высшая производительность
Наши продукты обеспечивают высочайший уровень производительности и превосходную стабильность смещения. Разработанные для самых требовательных приложений, они обеспечивают точную навигацию и управление.
Проверено в суровых условиях
Наши решения созданы для того, чтобы выдерживать экстремальные условия и обеспечивать стабильную работу в суровых условиях. Типичная рабочая температура наших инерциальных навигационных датчиков и систем составляет -40℃~+60℃.
Отличная производительность при вибрации
Наша технология превосходно работает в условиях высокой вибрации, обеспечивая точность и стабильность даже в самых сложных условиях эксплуатации.
Система PLUG & PLAY
Наши системы разработаны с учетом простой интеграции и предлагают готовые к использованию решения, которые упрощают установку и сокращают время настройки, позволяя вам сосредоточиться на своей миссии.
БЕЗ ITAR
Наши продукты не содержат ITAR, что дает вам преимущество более простых международных транзакций и меньшего количества нормативных препятствий. Выберите GuideNav для бесперебойных глобальных операций.
Наша фабрика - Смотрите, чтобы поверить
Почему выбирают нас
Комплексные решения для всех ваших навигационных потребностей
Покрытие коммерческого класса
Стабильность смещения: >0,2°/ч.
Решение: гироскоп на базе MEMS/IMU/INS.
Применение: автомобильная навигация, беспилотные летательные аппараты, транспорт, робототехника и т. д.
Тактическое покрытие
Стабильность смещения: 0,05°/ч-0,2°/ч
Решение: гироскоп/IMU/INS на основе оптоволокна и MEMS.
Применение: операции с бронетехникой, зенитная артиллерия, точное наведение на цель и т. д.
Уровень покрытия навигации
Стабильность смещения: ≤0,05°/ч.
Решение: волоконная оптика и кольцевой лазерный гироскоп/IMU/INS.
Применение: наведение на средние и большие расстояния, военная авиация, спутники.
Часто задаваемые вопросы
Ответы на ваши вопросы
Инерциальная навигационная система (INS) использует инерционные датчики для измерения изменений в движении, что помогает определить скорость, ориентацию и положение объекта.
IMU, компонент инерциальной навигационной системы, состоит из таких датчиков, как акселерометры, гироскопы и иногда магнитометры.
Более подробная информация:
- Акселерометры измеряют ускорение объекта, отслеживая его изменяющуюся скорость.
- Гироскопы обнаруживают изменения угловой скорости.
- Магнитометры оценивают силу и направление магнитного поля Земли, определяя ориентацию относительно магнитного севера. Система корректирует несоответствие между истинным севером и магнитным севером. Однако источники магнитных помех могут повлиять на точность магнитометра в большинстве транспортных средств.
У каждого из этих датчиков есть ограничения, но в сочетании они работают лучше. Измеряя эти три датчика, инерциальная навигационная система рассчитывает пройденное расстояние и курс.
Инерциальная навигационная система измеряет:
- Подача
- Рулон
- Заголовок
ИНС также включает в себя приемник GNSS, добавляющий еще один датчик. Это обеспечивает абсолютное положение, а не относительное. Хотя только ИНС может определить положение относительно инерциальной системы отсчета, ее сочетание с ГНСС обеспечивает точное глобальное положение.
Инерциальная навигационная система является автономной и не нуждается в спутниковых сигналах или базовых станциях для определения местоположения.
GNSS использует спутниковую информацию для определения местоположения. Он широко используется в гражданских, коммерческих и оборонных приложениях, хотя на его работу могут влиять атмосферные условия и многолучевое распространение. Сигналам GNSS также могут препятствовать туннели или намеренно создавать помехи посредством глушения и подделки, особенно в военных сценариях.
При совместном использовании эти две системы обеспечивают высокоточное позиционирование, а инерциальная навигационная система сохраняет точность в условиях отсутствия GNSS, улучшая качество навигационных данных GNSS.
ИНС включает в себя блок инерциальных измерений (IMU) и вычислительный блок. Начиная с известного положения и ориентации (инерциальная система отсчета), IMU отслеживает изменения скорости и вращения, отправляя необработанные данные в вычислительный блок INS, который затем точно определяет новое положение и ориентацию.
Инерциальные навигационные системы надежно предоставляют данные о местоположении. Они варьируются от легких МЭМС (микроэлектромеханических систем) до динамических волоконно-оптических гироскопов (FOG) и современных цифровых волоконно-оптических гироскопов (DFOG).
INS особенно полезна в условиях, когда GNSS (глобальная навигационная спутниковая система) недоступна. Работа GNSS может быть нарушена в туннелях или под водой. Он также может страдать от многолучевого распространения или атмосферных помех. Хотя для навигации по телефону это незначительная проблема, точное позиционирование имеет решающее значение для аэросъемки или оборонных приложений.
Сочетание INS с GNSS более надежно, поскольку INS снижает вероятность ошибок, с которыми может столкнуться только GNSS. INS может эффективно работать без связи с базовой станцией, что делает ее пригодной там, где GNSS неточна или недоступна.
Различные инерциальные навигационные системы предлагают разные уровни точности.
Высококачественные ИНС, использующие оптоволоконные гироскопы (FOG), имеют точность до нескольких сантиметров и подходят для аэрокосмических исследований, АНПА и оборонных приложений. В отличие от GNSS, INS невосприимчива к помехам или спуфингу, поскольку не зависит от внешних источников, таких как спутники или базовые станции. GuideNav также предлагает экономичные INS на базе MEMS для приложений с меньшими требованиями к точности.
Калибровка INS гарантирует, что результаты выходных сигналов датчика будут точными и согласованными в заданных условиях эксплуатации. Калибровка включает сравнение выходных данных INS со справочной информацией и корректировку коэффициентов коэффициента эффективности для их соответствия.
Выходная мощность INS может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, таких как:
- Температура – влияет на выходной сигнал INS в диапазоне температур.
- Источники систематических ошибок от акселерометров и гироскопов, в том числе:
- Смещение датчика
- Масштабный коэффициент выхода датчика
- Поперечная чувствительность датчика
- Несоосность оси датчика
- Чувствительность MEMS-гироскопа G
- Магнитное поле . На устройства INS с магнитометрами для определения курса могут влиять изменения магнитного поля (например, железные предметы или магниты, вызывающие статические помехи). Эта ошибка обычно калибруется после установки ИНС в окончательное положение на транспортном средстве для учета источников статических магнитных помех. Все продукты GuideNav имеют встроенное программное обеспечение для магнитной калибровки, позволяющее решить эту проблему.
Калибровка INS включает в себя такое оборудование, как температурные камеры, столы нивелирования, таблицы норм и подвесы. Все продукты GuideNav перед отправкой калибруются, тестируются и соответствуют соответствующим отраслевым стандартам.
Датчики INS подразделяются на пять классов производительности , в основном на основе характеристик гироскопа.
Хотя INS также использует акселерометры и магнитометры, уровень производительности в первую очередь определяется стоимостью гироскопа и его производительностью. Производительность INS на основе MEMS варьируется от потребительского до тактического уровня, но достижения в области MEMS и технологий объединения данных подтолкнули производительность INS на основе MEMS к тактическому уровню высокого класса.
Класс производительности: Потребительский
- Стабильность смещения гироскопа: более 20 °/ч
- Стоимость: $
- Примеры применения: обнаружение движения
- Сенсорная технология: МЭМС
Класс производительности: Промышленный/Тактический
- Стабильность смещения гироскопа: 5 – 20 °/ч
- Стоимость: $$
- Примеры применения: робототехника
- Сенсорная технология: на основе MEMS
Уровень производительности: Высококлассный тактический
- Стабильность смещения гироскопа: 0,1–5 °/ч.
- Стоимость: $$$
- Примеры применения: автономные системы
- Технология датчика: MEMS/FOG (волоконно-оптический гироскоп)/RLG (кольцевой лазерный гироскоп)
Уровень производительности: Навигация
- Стабильность смещения гироскопа: 0,01 – 0,1 °/ч
- Стоимость: $$$$
- Примеры применения: навигация самолета
- Сенсорная технология: FOG/RLG
Уровень эффективности: Стратегический
- Стабильность смещения гироскопа: 0,0001 – 0,01 °/ч
- Стоимость: $$$$$
- Сенсорная технология: FOG/RLG