Atalet Navigasyon Çözümlerinde Uzman

Ataletsel bir navigasyon sistemi (INS), hareketteki değişiklikleri ölçmek için atalet sensörlerini kullanır, bu da bir nesnenin hızını, yönünü ve konumunu belirlemeye yardımcı olur.

Ataletal navigasyon sisteminin bir bileşeni olan IMU, ivmeölçerler, jiroskoplar ve bazen manyetometreler gibi sensörlerden oluşur.

Daha fazla ayrıntı:

• Hızlandırıcılar bir nesnenin hızlanmasını ölçerek değişen hızını izler.
• Jiroskoplar açısal hızdaki değişiklikleri tespit eder.
• Manyetometreler , dünyanın manyetik alanının gücünü ve yönünü değerlendirerek manyetik kuzeye göre oryantasyonu belirler. Sistem, gerçek kuzey ve manyetik kuzey arasındaki tutarsızlık için ayarlanır. Bununla birlikte, manyetik girişim kaynakları çoğu araçtaki bir manyetometrenin doğruluğunu etkileyebilir.

Bu sensörlerin her birinin sınırlamaları vardır, ancak birleştirildiğinde daha iyi çalışırlar. Bu üç sensörü ölçerek, atalet navigasyon sistemi seyahat edilen mesafeyi ve başlığı hesaplar.

Ataletsel navigasyon sistemi önlemleri:

• Saha
• Rulo
• Başlık

Bir INS ayrıca bir GNSS alıcısını da içerir ve başka bir sensör ekler. Bu, göreceli bir konumdan ziyade mutlak bir pozisyon sağlar. Tek başına bir INS, atalet referans çerçevesine göre konumu belirleyebilirken, GNSS ile birleştirmek doğru bir küresel pozisyon sağlar.

Ataletsel bir navigasyon sistemi bağımsızdır ve pozisyonu belirlemek için uydu sinyallerine veya baz istasyonlarına ihtiyaç duymaz.

GNSS konumlandırma için uydu bilgilerine dayanır. Sivil, ticari ve savunma uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak atmosferik koşullar ve çok yollarla bozulabilir. GNSS sinyalleri de tüneller tarafından engellenebilir veya özellikle askeri senaryolarda, sıkışma ve sahtekarlık yoluyla kasıtlı olarak müdahale edilebilir.

Birlikte kullanıldığında, bu iki sistem son derece doğru bir konumlandırma sağlar, Ataletal Navigasyon Sistemi GNSS'nin dengeli ortamlarında doğruluğu koruyarak GNSS navigasyon verilerini geliştirir.

INS, bir Ataletsel Ölçüm Birimi (IMU) ve bir hesaplama birimi içerir. Bilinen bir konumdan ve yönelimden (atalet referans çerçevesi) başlayarak IMU, hız ve dönüşte değişiklikleri izler ve INS hesaplama birimine ham veri gönderir ve daha sonra yeni konum ve yönlendirmeyi doğru bir şekilde belirler.

Ataletal navigasyon sistemleri konum verilerini güvenilir bir şekilde sağlar. Hafif MEM'lerden (mikro-elektromekanik sistemlerden) dinamik fiber optik jiroskoplara (SIG) ve gelişmiş dijital fiber optik jiroskoplara (DFOG) kadar değişir.

Ins, GNSS'nin (Global Navigasyon Uydu Sistemi) kullanılamadığı ortamlarda özellikle faydalıdır. GNS'ler tünellerde veya su altında bozulabilir. Ayrıca çok yoldan veya atmosferik parazitten muzdarip olabilir. Bu, telefon navigasyonu için küçük bir sorun olsa da, hassas konumlandırma hava araştırması veya savunma uygulamaları için kritik öneme sahiptir.

INS ile GNSS ile birleştirmek daha güvenilirdir, çünkü GNSS'nin tek başına karşılaşabileceği hataları azaltır. INS, baz istasyonu iletişimi olmadan etkili bir şekilde çalışabilir, bu da GNSS'nin yanlış veya mevcut olmadığı durumlarda uygun hale getirir.

Çeşitli atalet navigasyon sistemleri farklı düzeylerde doğruluk sunar.

Fiber optik jiroskoplar (sis) kullanan üst düzey ins, havacılık ve uzay keşifleri, AUV'lar ve savunma uygulamaları için uygun, santimetre içinde doğrudur. GNS'lerden farklı olarak, INS, uydular veya baz istasyonları gibi dış referanslara dayanmadığı için sıkışmaya veya sahte bir şekilde bağışıktır. GuiTenAV ayrıca daha az doğruluk gereksinimleri olan uygulamalar için uygun maliyetli MEM'lere dayalı INS sunmaktadır. 

Bir INS kalibrasyonu, sensör çıkış sonuçlarının belirtilen çalışma koşullarında doğru ve tutarlı olmasını sağlar. Kalibrasyon, INS çıktılarının referans bilgileriyle karşılaştırılmasını ve ikisine uyacak şekilde ortak verimlilik faktörlerinin ayarlanmasını içerir.

INS çıktısı, aşağıdakiler gibi çeşitli faktörler nedeniyle değişebilir:

• Sıcaklık - Çeşitli sıcaklıklarda INS çıkışını etkiler.
• Sistematik hata kaynakları ivmeölçerlerden ve jiroskoplardan aşağıdakiler dahil olmak üzere:
  • Sensör yanlılığı
  • Sensör Çıktı Ölçek Faktörü
  • Sensör çapraz eksen duyarlılığı
  • Sensör ekseni yanlış hizalama
  • MEMS Gyroscope G Hassasiyet
• Manyetik Alan - Başlık Tayini için manyetometreli INS birimleri, manyetik alan değişikliklerinden (örneğin, demir nesneler veya statik parazite neden olan mıknatıslar) etkilenebilir. Bu hata tipik olarak, INS, statik manyetik parazit kaynaklarını hesaba katmak için bir araca son konumuna takıldıktan sonra kalibre edilir. Tüm GuiNenav ürünleri, bu sorunu ele almak için yerleşik manyetik kalibrasyon yazılımına sahiptir.

INS kalibrasyonu, sıcaklık odaları, tesviye tabloları, hız tabloları ve gimbals gibi ekipmanları içerir. Tüm GuiNenav ürünleri, nakliye öncesinde kalibre edilir, test edilir ve ilgili endüstri standartlarına uygundur.

, esas olarak jiroskop performansına dayanan beş performans notuna girer

IN de ivmeölçerler ve manyetometreler kullanırken, jiroskop maliyeti ve performans öncelikle performans derecesini belirler. MEMS tabanlı INS performansı tüketiciden taktik sınıfa kadar değişir, ancak MEM'ler ve veri füzyon teknolojilerindeki gelişmeler MEMS tabanlı INS performansını üst düzey taktik sınıfa doğru itmiştir.

Performans notu: Tüketici

• Gyro Bias Stabilitesi: 20 °/s'nin üzerinde
• Maliyet: $
• Örnek uygulamalar: hareket algılama
• Sensör Teknolojisi: MEMS

Performans notu: Endüstriyel/taktik

• Gyro Bias Stabilitesi: 5-20 °/s
• Maliyet: $$
• Örnek uygulamalar: robotik 
• Sensör teknolojisi: MEMS tabanlı

Performans notu: üst düzey taktik

• Gyro Bias Stabilitesi: 0.1 - 5 °/s
• Maliyet: $$$
• Örnek Uygulamalar: Otonom Sistemler
• Sensör Teknolojisi: MEMS / Sis (Fiber-Optik Jiroskop) / RLG (halka lazer jiroskop)

Performans notu: Navigasyon

• Gyro Bias Stabilitesi: 0.01 - 0.1 °/s
• Maliyet: $$$$
• Örnek Uygulamalar: Uçak Navigasyonu
• Sensör Teknolojisi: Sis/RLG

Performans notu: Stratejik

• Gyro Bias Stabilitesi: 0.0001 - 0.01 °/s
• Maliyet: $$$$$
• Sensör Teknolojisi: Sis/RLG