Передові рішення GUIdenav для всіх
Інерціальні навігаційні системи преміум-класу (INS)
15 000+ систем у 35+ країнах
Індивідуальні рішення, яким довіряють ключові гравці світу
GuideNav пропонує комплексні рішення INS, що включають технології MEMS і волоконно-оптичний гіроскоп (FOG). Наші системи INS розроблені для забезпечення виняткової точності та надійності, що задовольняють широкий спектр застосувань. Незалежно від того, чи потрібні вам компактні та економічні переваги MEMS або неперевершена точність ВОГ, наші рішення забезпечують точні дані про місцезнаходження, швидкість і орієнтацію навіть у найскладніших умовах.
Представляємо наші продукти інерціальної вимірювальної системи на основі мемів
Наш рекомендований MEMS INS
- Інерціальна навігація за допомогою ГНСС
- Економічно вигідний
- Точність орієнтації: 0,1°
- точність курсу: 0,1°
- Для промисловості та автомобілебудування
- Доступне індивідуальне рішення
- Інерціальна навігація за допомогою ГНСС
- Точність орієнтації: 0,1°
- точність курсу: 0,1°
- Оптимізований SWaP-C (розмір, вага та потужність – вартість)
- Для військових і комерційних літаків
- Доступне індивідуальне рішення
- Високоточний
- Швидка орієнтація з подвійною антеною
- Точність орієнтації: 0,1°
- точність курсу: 0,05°
- Оптимізована конструкція екранування антени
- Доступне індивідуальне рішення
Представляємо наші продукти інерціальної вимірювальної системи на основі оптоволокна
Наш рекомендований FOG INS
- Інерціальна навігація за допомогою ГНСС
- Покращений алгоритм фільтра Калмана
- Точність крену та нахилу: 0,01° (RMS) (статична подвійна антена, базова лінія 2 м)
- Точність курсу: 0,05°(RMS)
- Стабільність зміщення гіроскопа: ≤0,15°/год (1σ,10 с середнє згладжування)
- Інерціальна навігація за допомогою ГНСС
- Покращений алгоритм фільтра Калмана
- Точність крену та нахилу: 0,005° (RMS) (статична подвійна антена, базова лінія 2 м)
- Точність курсу: 0,02°(RMS)
- Стабільність зсуву гіроскопа: ≤0,02°/год (1σ,10 с середнє згладжування)
- Інерціальна навігація за допомогою ГНСС
- Покращений алгоритм фільтра Калмана
- Точність крену та нахилу: 0,005° (RMS) (статична подвійна антена, базова лінія 2 м)
- Точність курсу: 0,015°(RMS)
- Стабільність зсуву гіроскопа: ≤0,006°/год (1σ,10 с середнього згладжування)
Отримайте індивідуальне рішення зараз
Ваш проект заслуговує на рішення, яке точно відповідає вашим вимогам. Щоб забезпечити найкращу інерціальну навігаційну систему (INS) для ваших потреб, ми запрошуємо вас поділитися конкретними параметрами та вимогами до продуктивності ваших програм. Незалежно від того, чи йдеться про точність, стабільність чи обмеження розміру, наша команда готова допомогти вам знайти ідеальний варіант.
Зміст
Завантажте цю сторінку у форматі PDF
Щоб заощадити ваш час, ми також підготували PDF-версію, яка містить увесь вміст цієї сторінки, лише залиште свою електронну адресу, і ви негайно отримаєте посилання для завантаження.
Представляємо інерціальну навігаційну систему
Що таке інерціальна навігаційна система (INS)?
Інерціальна навігаційна система (INS) — це точна система, яка обчислює положення, орієнтацію та швидкість об’єкта за допомогою акселерометрів і гіроскопів. На відміну від GPS, INS працює незалежно від зовнішніх сигналів, що робить його необхідним для навігації в областях, де GPS ненадійний або недоступний, наприклад під водою чи в космосі.
INS використовує гіроскопи для відстеження обертання та акселерометри для вимірювання лінійного руху. Безперервно обробляючи ці дані, система точно визначає поточне положення та орієнтацію об’єкта за допомогою мертвого рахунку.
INS має вирішальне значення для високоточної навігації в аерокосмічних, оборонних, морських і автономних системах, забезпечуючи надійну роботу навіть у найскладніших умовах.
Ключові характеристики інерціальних навігаційних систем guidenav
Ключові характеристики INS
Автономна навігація
особливість
INS працює незалежно, не покладаючись на зовнішні сигнали, такі як GPS, забезпечуючи точну навігацію навіть у середовищах, де немає сигналу.
Перевага
Забезпечує постійну навігаційну здатність у ситуаціях, коли GPS недоступний або зламаний, наприклад під землею, під водою або в зонах бойових дій.
Висока точність і низький дрейф
особливість
INS забезпечує надзвичайно високу точність, особливо з системами, що використовують FOG (волоконно-оптичні гіроскопи), що характеризується низьким дрейфом і довгостроковою стабільністю.
Перевага
Зберігає точність протягом тривалого періоду часу, необхідного для високоточних застосувань, таких як аерокосмічна, морська навігація та військове наведення ракет.
Швидке реагування та продуктивність у реальному часі
особливість
INS забезпечує швидку реакцію на динамічні зміни, надаючи дані в режимі реального часу щодо положення, швидкості та положення.
Перевага
Вирішальне значення для високодинамічних середовищ, таких як керування польотом безпілотників і робота прецизійного обладнання, де точність у реальному часі життєво важлива.
Міцність і довговічність
особливість
INS розроблений як міцний, здатний витримувати суворі умови навколишнього середовища, включаючи екстремальні температури, вібрацію та удари.
Перевага
Необхідний для місій в екстремальних умовах, таких як військові операції, промислове застосування та глибоководна розвідка, забезпечуючи надійність і довговічність системи.
Ключові характеристики мем-гіроскопа guidenav
У чому різниця між GPS та інерціальною навігаційною системою?
Залежність від сигналу
GPS
Покладається на супутникові сигнали для надання даних про місцезнаходження, що робить його дуже ефективним у відкритому середовищі. Однак у середовищах, де сигнали перешкоджають (наприклад, у тунелях, лісах, під землею), або де сигнали навмисно заглушені або заблоковані, GPS може вийти з ладу або його точність може значно знизитися.
INS
Працює незалежно від зовнішніх сигналів, надаючи інформацію про положення та рух на основі внутрішніх датчиків. INS залишається надійним не лише в середовищах, де GPS заборонено (наприклад, під водою, під землею, у космосі), але й коли сигнали GPS навмисно заглушені або заблоковані, пропонуючи безперервну та безперебійну навігаційну інформацію.
Точність і стабільність
GPS
Коли супутникові сигнали сильні та без перешкод, GPS пропонує високоточне абсолютне позиціонування. Однак він чутливий до перешкод сигналу, перешкод або ефектів багатопроменевого поширення, що призводить до потенційних коливань точності.
INS
Забезпечує дуже високу точність і стабільну інформацію про положення протягом короткого періоду часу. INS має вирішальне значення для підтримки точної навігації, коли сигнали GPS недоступні або ненадійні.
Сценарії використання
GPS
Ідеально підходить для додатків, які вимагають абсолютного положення, наприклад автомобільної навігації, служб визначення місцезнаходження смартфона та активного відпочинку. Він широко використовується для завдань навігації у відкритих середовищах, де цілісність сигналу гарантована.
INS
Необхідний у сценаріях, коли потрібна безперервна навігація, коли GPS недоступний, ненадійний або активно заблокований, наприклад під час військових операцій, наведення літаків, підводних човнів, дронів і ракет. INS забезпечує постійну інформацію про рух, забезпечуючи надійність у складних або обмежених середовищах.
Початкове налаштування та калібрування
GPS
Потрібен час для фіксації супутникових сигналів (особливо під час холодного старту), перш ніж забезпечити точне початкове позиціонування. Його залежність від отримання сигналу робить його вразливим до затримок у складних умовах.
INS
Після ініціалізації INS надає негайні дані про рух і положення без необхідності отримання зовнішнього сигналу. Це робить INS безцінним у ситуаціях, коли швидкість і безперервність є критичними, а періодичне калібрування забезпечує його постійну точність.
MEMS гіроскоп
Яка різниця між IMU та інерціальною навігаційною системою?
IMU (інерціальний вимірювальний пристрій) надає необроблені дані про прискорення та кутову швидкість, а іноді й магнітні поля, які відображають рух і орієнтацію об’єкта. Щоб сформувати INS (інерціальну навігаційну систему), IMU поєднується з блоком обробки, який інтегрує ці необроблені дані з часом для обчислення та постійного оновлення положення, швидкості та орієнтації об’єкта. По суті, INS — це IMU плюс необхідні алгоритми та потужність обробки для перетворення даних датчиків IMU у повноцінне навігаційне рішення.
Коли IMU інтегровано в INS, система використовується в розширених програмах, таких як літаки, підводні човни, космічні кораблі та автономні транспортні засоби, де точна безперервна навігація та відстеження позиції в реальному часі є критичними. INS використовує дані IMU для надання комплексних навігаційних рішень у середовищах, де точність і надійність є найважливішими.
Покрокове керівництво для вибору правильної моделі INS для ваших спеціалізованих програм
Як вибрати правильну модель інерціальної навігаційної системи
КРОК 1
Визначте програму та вимоги
Визначте конкретне застосування для INS і визначте ключові характеристики, такі як необхідна точність, швидкість дрейфу та час відгуку.
Рекомендації : високоточні програми з низьким дрейфом краще підходять для FOG INS; Додатки середньої точності, чутливі до вартості, можуть розглянути MEMS INS.
КРОК 2
Оцініть обмеження щодо розміру та ваги
Оцініть вимоги до розміру та ваги системи, особливо для пристроїв з обмеженим простором або портативних пристроїв.
Рекомендації : якщо розмір і вага є критичними факторами, MEMS INS є кращим через його компактну та легку конструкцію.
КРОК 3
Проаналізуйте потреби в споживанні електроенергії
Визначте вимоги до енергоспоживання, особливо для додатків, що живляться від батареї або чутливих до електроенергії.
Вказівки : для програм із низьким енергоспоживанням MEMS INS є кращим вибором; для додатків, де енергоспоживання не викликає занепокоєння, але потрібна висока продуктивність, FOG INS може бути більш придатним.
КРОК 4
Враховуйте бюджетні обмеження
Оцініть бюджет проекту щодо потреб у продуктивності INS та міркувань щодо витрат.
Рекомендації : якщо бюджет обмежений і потрібне масштабне застосування, MEMS INS є більш економічним; для високобюджетних і високопродуктивних потреб FOG INS є кращим варіантом.
КРОК 5
Оцініть адаптивність до середовища
Враховуйте умови навколишнього середовища, з якими зіткнеться система (наприклад, коливання температури, вібрація).
Рекомендації : FOG INS працює краще в суворих умовах, тоді як MEMS INS підходить для більш типових умов.
КРОК 6
Перевірте та перевірте вибрану модель INS
Після вибору типу INS перевірте свій вибір, протестувавши вибрану модель у реальних умовах або симуляції.
Вказівки : перед повномасштабним розгортанням переконайтеся, що вибраний INS відповідає всім вимогам щодо продуктивності, надійності та екологічності.
Як виготовляється INS?
Процес виготовлення інерціальної навігаційної системи
01
КРОК 1: Аналіз вимог і проектування системи
Визначте сценарії застосування та вимоги до продуктивності для INS, визначте необхідний тип датчика (наприклад, MEMS або FOG) і спроектуйте архітектуру системи, включаючи вибір датчика та блок обробки даних.
02
STPE 2: Розробка обладнання
Розробити та виготовити апаратне забезпечення INS, включаючи вибрані сенсорні модулі (MEMS або FOG), блок обробки даних, систему керування живленням та комунікаційні інтерфейси.
03
STPE 3: Розробка програмного забезпечення
Розробити основне програмне забезпечення, включаючи алгоритми обробки сигналів, методи об’єднання даних і обчислення навігації.
04
STPE 4: системна інтеграція
Інтегруйте апаратне та програмне забезпечення в повну систему, виконайте початкове налагодження та відкалібруйте систему, щоб усі компоненти працювали бездоганно.
05
КРОК 5: Тестування та оптимізація
Проведіть калібрування системи та випробування навколишнього середовища, щоб перевірити її стабільність і точність за різних умов. Оптимізація продуктивності системи за результатами тестування.
Порівняння характеристик
MEMS INS ПРОТИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИХ INS
Що краще?
FOG INS : найкраще підходить для застосувань, які вимагають надзвичайної точності, тривалої стабільності та міцності, наприклад, в аерокосмічній, оборонній та морській навігації. Незважаючи на те, що FOG INS більший, важчий і дорожчий, він забезпечує неперевершену точність і надійність.
MEMS INS : ідеально підходить для застосувань, де розмір, вага, енергоспоживання та вартість є критичними факторами, наприклад у споживчій електроніці, дронах, автомобільних системах і певних військових застосуваннях. Хоча MEMS INS може не зрівнятися з FOG за точністю та стабільністю, прогрес у технології значно покращив його продуктивність, зробивши його універсальним та економічним вибором для широкого спектру використання.
Особливість | FOG INS | MEMS INS |
---|---|---|
Тип датчика | Волоконно-оптичні гіроскопи (FOG) | Мікроелектромеханічні системи (MEMS) |
Точність | Надзвичайно висока точність, особливо для тривалої стабільності | Значно змінюється; деякі високоякісні MEMS INS можуть досягти середнього рівня точності FOG |
Швидкість дрейфу | Дуже низька швидкість дрейфу, що робить його ідеальним для довготривалих місій | Вища швидкість дрейфу порівняно з FOG, але покращується завдяки технології |
Розмір і вага | Більший і важчий через особливості волоконної оптики | Компактний і легкий, ідеально підходить для портативних і малогабаритних додатків |
Споживана потужність | Як правило, більш високе енергоспоживання | Низьке енергоспоживання, підходить для пристроїв, що працюють від акумулятора |
Вартість | Вища вартість через складність виготовлення та матеріалів | Нижча вартість, більш економічний для широкомасштабного розгортання |
Екологічна міцність | Висока стійкість до перепадів температури, ударів і вібрації | Менш надійний, ніж FOG, але вдосконалений завдяки вдосконаленому дизайну та упаковці |
Час відгуку | Швидкий відгук, підходить для високоточних застосувань | Швидка відповідь, але точність може відрізнятися залежно від програми |
Додатки | Використовується в аерокосмічній, морській навігації, обороні та інших сферах високої точності | Широко використовується в побутовій електроніці, автомобілебудуванні, безпілотниках і деяких військових застосуваннях |
Довговічність і надійність | Висока довгострокова надійність, ідеально підходить для критичних систем | Як правило, менш довговічні протягом тривалого часу, але достатньо для багатьох застосувань |
Наші переваги
Чому варто обрати Guidenav?
Ключові гравці довіряють
Нашій передовій інерціальній навігаційній продукції довіряють провідні організації в аерокосмічному, оборонному, комерційному та промисловому секторах з понад 25 країн. Наша репутація надійності та точності відрізняє нас.
Найвища продуктивність
Наші продукти забезпечують найвищу продуктивність із відмінною стабільністю зміщення. Розроблені для найвимогливіших застосувань, вони забезпечують точну навігацію та контроль.
Перевірено в суворих умовах
Наші рішення створені, щоб витримувати екстремальні умови, забезпечуючи стабільну продуктивність у суворих умовах. Типова робоча температура з нашими інерціальними навігаційними датчиками та системами становить -40℃~+60℃
Чудова продуктивність під час вібрації
Наша технологія чудово працює в умовах високої вібрації, забезпечуючи точність і стабільність навіть у найскладніших умовах експлуатації.
Система PLUG & PLAY
Наші системи створені для легкої інтеграції, пропонують рішення plug-and-play, які спрощують встановлення та скорочують час налаштування, дозволяючи вам зосередитися на своїй місії.
БЕЗ ІТАР
Наші продукти не містять ITAR, пропонуючи вам перевагу легших міжнародних транзакцій і менше регуляторних перешкод. Виберіть GuideNav для безперебійних глобальних операцій.
Наша фабрика - дивіться, щоб повірити
Чому обирають нас
Комплексні рішення для всіх ваших навігаційних потреб
Комерційне покриття
Стабільність зсуву: >0,2°/год
Рішення: Гіроскоп на основі MEMS/IMU/INS
Застосування: автомобільна навігація, безпілотні літальні апарати, транспорт, робототехніка тощо.
Покриття тактичного рівня
Стабільність зсуву: 0,05°/год-0,2°/год.
Рішення: гіроскоп на основі волоконної оптики та MEMS/IMU/INS
Застосування: операції з бронетехнікою, зенітна артилерія, точне націлювання тощо.
Ступінь навігації
Стабільність зсуву: ≤0,05°/год.
Рішення: волоконна оптика та кільцевий лазерний гіроскоп/IMU/INS
Застосування: наведення на середні та великі відстані, військова авіація, супутники
Часті запитання
Відповіді на Ваші запитання
Інерціальна навігаційна система (INS) використовує інерційні датчики для вимірювання змін у русі, що допомагає визначити швидкість, орієнтацію та положення об’єкта.
IMU, компонент інерціальної навігаційної системи, складається з таких датчиків, як акселерометри, гіроскопи та іноді магнітометри.
Детальніше:
- Акселерометри вимірюють прискорення об’єкта, відстежуючи його зміну швидкості.
- Гіроскопи виявляють зміни кутової швидкості.
- Магнітометри оцінюють силу та напрямок магнітного поля Землі, визначаючи орієнтацію відносно магнітної півночі. Система враховує розбіжності між справжньою північчю та магнітною північчю. Однак джерела магнітних перешкод можуть впливати на точність магнітометра в більшості транспортних засобів.
Кожен з цих датчиків має обмеження, але вони працюють краще, якщо їх поєднати. Вимірюючи ці три датчики, інерціальна навігаційна система обчислює пройдену відстань і курс.
Інерціальна навігаційна система вимірює:
- крок
- рулет
- Заголовок
INS також містить приймач GNSS, додаючи ще один датчик. Це забезпечує абсолютну позицію, а не відносну. Хоча сама INS може визначити положення відносно інерціальної системи відліку, поєднання її з GNSS забезпечує точне глобальне положення.
Інерціальна навігаційна система є автономною і не потребує супутникових сигналів або базових станцій для визначення положення.
GNSS покладається на супутникову інформацію для позиціонування. Він широко використовується в цивільних, комерційних і оборонних програмах, хоча його можуть порушити атмосферні умови та багатопроменевість. Сигналам GNSS також можуть перешкоджати тунелі або навмисно створювати перешкоди через глушіння та підробку, особливо у військових ситуаціях.
При спільному використанні ці дві системи забезпечують високоточне позиціонування, а інерціальна навігаційна система зберігає точність у середовищах, де немає GNSS, покращуючи навігаційні дані GNSS.
INS включає в себе інерційний вимірювальний блок (IMU) і обчислювальний блок. Починаючи з відомого положення та орієнтації (інерціальна система відліку), IMU відстежує зміни швидкості та обертання, надсилаючи вихідні дані в обчислювальний блок INS, який потім точно визначає нове положення та орієнтацію.
Інерціальні навігаційні системи надійно передають дані про місцезнаходження. Вони варіюються від легких MEMS (мікроелектромеханічних систем) до динамічних волоконно-оптичних гіроскопів (FOG) і вдосконалених цифрових волоконно-оптичних гіроскопів (DFOG).
INS є особливо корисним у середовищах, де GNSS (глобальна навігаційна супутникова система) недоступна. GNSS може бути порушено в тунелях або під водою. Він також може страждати від багатопроменевих або атмосферних перешкод. Хоча це незначна проблема для телефонної навігації, точне позиціонування має вирішальне значення для аерофотозйомки або оборонних застосувань.
Поєднання INS із GNSS є більш надійним, оскільки INS зменшує помилки, з якими може зіткнутися тільки GNSS. INS може ефективно працювати без зв’язку з базовою станцією, що робить його придатним там, де GNSS є неточним або недоступним.
Різні інерціальні навігаційні системи пропонують різні рівні точності.
Високоякісні INS з використанням волоконно-оптичних гіроскопів (FOG) мають точність в межах сантиметрів і підходять для аерокосмічних досліджень, AUV та оборонних застосувань. На відміну від GNSS, INS захищена від перешкод або підробки, оскільки не покладається на зовнішні джерела, як-от супутники чи базові станції. GuideNav також пропонує економічно ефективні INS на основі MEMS для додатків з меншими вимогами до точності.
Калібрування INS гарантує, що результати датчика будуть точними та узгодженими в заданих робочих умовах. Калібрування передбачає порівняння вихідних даних INS із довідковою інформацією та коригування коефіцієнтів коефіцієнта корисної дії, щоб відповідати цим двом.
Вихід INS може змінюватися через кілька факторів, таких як:
- Температура – впливає на вихід INS в діапазоні температур.
- Джерела систематичних помилок від акселерометрів і гіроскопів, включаючи:
- Зміщення датчика
- Масштабний коефіцієнт вихідного сигналу датчика
- Чутливість датчика між осями
- Зміщення осі датчика
- Чутливість G гіроскопа MEMS
- Магнітне поле – на блоки INS з магнітометрами для визначення курсу можуть впливати зміни магнітного поля (наприклад, об’єкти із заліза або магніти, що спричиняють статичні перешкоди). Ця помилка зазвичай калібрується, коли INS встановлено в остаточне положення на транспортному засобі для врахування джерел статичної магнітної перешкоди. Усі продукти GuideNav мають вбудоване програмне забезпечення магнітного калібрування для вирішення цієї проблеми.
Калібрування INS передбачає таке обладнання, як температурні камери, нівелювальні столи, таблиці норм і карданні підвіси. Усі продукти GuideNav проходять калібрування, тестування та відповідають відповідним галузевим стандартам перед відправленням.
Датчики INS діляться на п’ять класів продуктивності , в основному на основі характеристик гіроскопа.
Незважаючи на те, що INS також використовує акселерометри та магнітометри, вартість гіроскопа в порівнянні з продуктивністю в першу чергу визначає рівень продуктивності. Продуктивність INS на основі MEMS коливається від споживчого до тактичного класу, але прогрес у технологіях MEMS і злиття даних підштовхнув продуктивність INS на основі MEMS до високого тактичного рівня.
Клас продуктивності: споживчий
- Стабільність гіроскопа: понад 20 °/год
- Вартість: $
- Приклади застосування: виявлення руху
- Сенсорна технологія: MEMS
Рівень продуктивності: промисловий/тактичний
- Стабільність гіроскопа: 5–20 °/год
- Вартість: $$
- Приклади програм: робототехніка
- Сенсорна технологія: на основі MEMS
Рівень продуктивності: High-End Tactical
- Стабільність гіроскопа: 0,1–5 °/год
- Вартість: $$$
- Приклади застосування: автономні системи
- Технологія датчика: MEMS / FOG (волоконно-оптичний гіроскоп) / RLG (кільцевий лазерний гіроскоп)
Оцінка продуктивності: Навігація
- Стабільність гіроскопа: 0,01–0,1 °/год
- Вартість: $$$$
- Приклади застосування: навігація літаків
- Технологія датчика: FOG/RLG
Оцінка ефективності: Стратегічний
- Стабільність гіроскопа: 0,0001–0,01 °/год
- Вартість: $$$$$
- Технологія датчика: FOG/RLG