Teoria sistema de navegação inercial

Teoria sistema de navegação inercial


Sistemas de navegação inercial (INS) fornecer os meios precisos de determinação da posição e ficando de partida até o destino sem depender de insumos externos. Também conhecido como unidades de referência inerciais, estes sistemas podem ser encontrados em modernas grandes aviões, submarinos e navios. , Sistemas de navegação inercial precisas, consistentes e confiáveis ​​usar física e algum senso comum para operar em uma premissa simples: se você sabe onde você começou, e em que direção e quão longe você viajou, você sabe onde você está agora.

Origem

Antes de navegação baseado em satélite, como o Sistema de Posicionamento Global NAVSTAR (GPS), a navegação foi realizada por sinais de rádio que tiveram alcance limitado e eram propensos a falhas e distorções. A resposta foi um sistema de navegação que poderia funcionar sem ter que depender de quaisquer sinais externos, contando apenas com seus próprios sinais, como uma unidade autônoma. O produto foi o sistema de navegação inercial, desenvolvida na década de 1960, e os seus sucessos com todos os aspectos da navegação têm mantido competitivo até 2010.

Premissa

O funcionamento de um sistema de navegação inercial é semelhante ao andar através de uma rota de carro familiar com uma venda nos olhos. Conhecer a sua posição inicial, dizem, sua casa, e as consequentes voltas, pára e começa, você pode dizer que você chegou à mercearia local. Um sistema de navegação inercial utiliza uma sensação artificial de movimento para contar as paradas, começa, mergulhos, e se vira para atualizar posição. Ao combinar esta funcionalidade com mapas, o INS pode navegar em qualquer parte do mundo.

Componentes

A maioria dos sistemas de navegação inercial são totalmente auto-suficiente. Dentro de três giroscópios e acelerômetros três. Os giroscópios, orientadas em três dimensões, medir mudanças angulares ou rotacionais a orientação da unidade, como inclinação para a esquerda ou direita, para frente ou para trás. Os três acelerômetros, também orientados tridimensionalmente, medir linear ou back-e-vem de movimento. Juntos, esses dois subsistemas permitir que o INS para detectar acelerações, desacelerações, voltas, subidas, e descidas. Com uma localização inicial conhecido, o sistema mantém o controle de todas as alterações para determinar a sua nova localização.

Vantagens

Sistemas de navegação inercial são indiscutivelmente os melhores sistemas para mover ao redor da Terra, sem se perder. Ao contrário dos sistemas de navegação por rádio que empregam transmissores e receptores, o INS não pode ser preso, não vai ser vítima de degradação do sinal, e não necessita de manutenção em todo o país caro de centenas de transmissores. Considerando que o Sistema de Posicionamento Global baseado no espaço (GPS) requer uma visão clara do céu e depende de uma constelação em órbita de 24 satélites que transmitem sinais precisos para receptores no chão, o INS vai funcionar no subsolo profundo e onde os sinais de GPS subaquáticas pode ' t alcance. Inercial de navegação funciona até mesmo no espaço.

Desvantagens

A principal desvantagem do INS é o custo elevado. Uma vez que cada unidade contém muitos instrumentos de precisão, o custo posterior de um INS torna impraticável a instalar na maioria dos veículos. Um sistema de navegação inercial média, como aqueles instalados no Boeing 747, custa mais do que a maioria dos pequenos aviões. A necessidade de mapas completos e precisos era outra desvantagem de navegação inercial, embora este problema está praticamente extinta desde o advento do mapeamento global de satélites.