У інерційній навігації антена , як правило, стосується пристрою, який отримує сигнали від зовнішніх систем позиціонування, найчастіше глобальних супутникових систем навігації (GNSS) , таких як GPS, Glonass, Galileo або Beidou. Антена має вирішальне значення для надання абсолютної інформації про положення (широта, довгота та висота) та сприяння ініціалізації та корекції інерційної навігаційної системи (INS).
Роль антени в інерційній навігації:
Прийом сигналу GNSS:
- Антена отримує сигнали від супутників GNSS, які транслюють свої позиції та дані про час. Це дозволяє INS визначати абсолютне положення та швидкість системи, які можуть бути використані для виправлення або калібрування інерційних датчиків (акселерометрів та гіроскопів) з часом.
Позиціонування та навігація:
- Дані GNSS, надані антеною, допомагають встановити положення пристрою в просторі. Ця інформація є особливо важливою для визначення початкового положення та для здійснення виправлень до оцінок системи інерційної навігації щодо положення та швидкості з часом, особливо за відсутності інших референтних систем.
Синтез з інерційними датчиками:
- У типовому до синтезу датчика дані антени GNSS та інерційних датчиків (ІМУ) поєднуються за допомогою таких алгоритмів, як фільтрування Калмана для надання точної, безперервної навігаційної інформації. Інерційні датчики забезпечують короткочасну точність, тоді як дані GNSS виправляють довгострокове дрейф.
Роль в ініціалізації:
- Під час запуску системи або коли INS не може отримати достатньо інерційних вимірювань, антена GNSS забезпечує життєво важливі дані для початкового вирівнювання та калібрування системи, особливо для початкового положення та заголовка.
Допомога в точності:
- У випадку систем подвійної антенни або декількох антен , відносне положення між антенами може використовуватися для обчислення заголовка , кочення та кроку . Це поширене в таких програмах, як морської , аерокосмічної та сухопутної транспортного засобу , де потрібні точні заголовок та ставлення.
Наприклад:
- Системи з одинокою антенна покладаються на дані GNSS лише для оновлення позиції, поки
- Системи з подвійною антенною використовують дві антени, розміщені на фіксованій відстані, для обчислення заголовка, який потім використовується для виправлення INS.
Вплив факторів навколишнього середовища:
- На продуктивність антени може впливати такі фактори навколишнього середовища, як блокування сигналу , багатосторонні перешкоди (відбиті сигнали) або атмосферні умови , що може вплинути на якість та надійність даних GNSS. Це особливо проблематично в міських каньйонах або густих лісах , де сигнали можуть бути заблоковані або відображені.
Типи антен в інерційній навігації:
- Антени:
- Це невеликі, плоскі антени, які часто використовуються в приймачах GNSS для додатків, що потребують низькопрофільних конструкцій. Вони можуть бути використані як в одно-, так і в подвійних конфігураціях.
- Спіральні антени:
- Використовується для застосувань, де антена повинна забезпечити кращий прийом сигналу в певному напрямку (наприклад, літаки , морські судна ).
- Систем подвійної антенни:
- У програмах, де потрібно визначити заголовок та ставлення використовуються системи з подвійною антенною Ці системи вимірюють відносне положення між двома антенами для обчислення заголовка (напрямок ходу), який потім може бути злитий з інерційними вимірюваннями.
- Мікрострип та антени L1/L2:
- Ці антени можуть працювати на конкретних діапазонах GNSS (наприклад, L1 для GPS) і можуть пропонувати високу точність та стійкість до перешкод сигналу.
Висновок:
В інерційній навігації антена є життєво важливим компонентом для надання даних про абсолютне положення за допомогою сигналів GNSS, що допомагає виправити накопичені помилки (дрейф) в інерційному вимірюванні (ІМУ) . Поєднуючи дані з антени з вимірюваннями ІМУ, система може досягти більшої точності та надійності в навігації, особливо протягом більш тривалих періодів та в середовищах, де інерційні датчики відчували б дрейф.
