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Proveedores: GNSS/INS
Advanced Navigation
Sistemas avanzados de navegación inercial (INS) para una navegación fiable en entornos operativos difíciles
Platinum Partner
ANELLO Photonics
Soluciones inerciales de vanguardia para navegación y posicionamiento de alta precisión en entornos sin cobertura GPS.
Platinum Partner
Aeron Systems
Soluciones de navegación avanzadas para aplicaciones aeroespaciales y de defensa de misión crítica
Gold Partner
GNSS/INS (sistemas de navegación inercial asistida por GNSS) para aplicaciones militares y de defensa
Las soluciones del Sistema Global de Navegación por Satélite/Sistema de Navegación Inercial (GNSS/INS) integran señales de satélite con sensores inerciales para permitir una navegación precisa y continua. Estos sistemas son fundamentales en las aplicaciones de defensa modernas, donde se requiere un posicionamiento, navegación y sincronización (PNT) fiables a pesar de las interferencias electrónicas o la denegación del GPS. Al combinar las entradas GNSS externas con los datos internos de la unidad de medición inercial (IMU) , garantizan una capacidad operativa ininterrumpida para los sistemas terrestres, aéreos, marítimos y espaciales.
¿Qué son los sistemas GNSS/INS?
Sistemas Land Navigator de LITEF
Los sistemas GNSS/INS (sistemas de navegación inercial asistidos por GNSS) combinan dos tecnologías: GNSS (como GPS, Galileo o GLONASS) y un sistema de navegación inercial (INS) basado en acelerómetros, giroscopios y magnetómetros. El GNSS proporciona datos de posición absolutos, mientras que el INS ofrece datos de movimiento relativo independientes de señales externas. Integrados mediante sofisticados algoritmos de filtrado, como los filtros de Kalman, ambos sistemas se complementan para proporcionar una navegación de alta fidelidad.
En situaciones en las que las señales GNSS se ven interferidas o falsificadas, el INS mantiene un cálculo de posición por estimación preciso mediante el uso de sensores internos. Por el contrario, el GNSS corrige los errores de deriva inherentes a los sistemas inerciales, garantizando la precisión a largo plazo.
Aplicaciones y casos de uso de GNSS/INS en el ámbito de la defensa
Los sistemas GNSS/INS constituyen soluciones de navegación fundamentales en todos los sectores de la defensa:
- Navegación aérea: Los aviones de combate y los aviones de transporte dependen del GNSS/INS para un control de vuelo estable y resistente a las interferencias, así como para la planificación de misiones.
- Guiado de drones y UAV: Los drones autónomos utilizan GNSS/INS para la navegación por waypoints, el seguimiento de objetivos y las misiones ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento).
- Navegación naval: Las plataformas navales integran GNSS/INS para navegar por regiones marítimas en conflicto y mantener el rumbo en condiciones de bloqueo del GNSS.
- Guiado de misiles: Las armas de ataque de precisión utilizan un sistema GNSS/INS estrechamente acoplado para mantener la trayectoria y corregir desviaciones durante el vuelo.
- Vehículos submarinos autónomos (AUV): Los sistemas submarinos dependen del INS cuando el GNSS no está disponible bajo el agua, y cambian al GNSS al salir a la superficie.
- Vehículos terrestres: Los vehículos terrestres tripulados y no tripulados emplean sistemas inerciales asistidos por GNSS para la navegación por el terreno y el reconocimiento de la posición durante las operaciones.
Estas aplicaciones exigen una alta fiabilidad y robustez, especialmente en entornos conflictivos con interferencias electromagnéticas, bloqueos o disponibilidad degradada del GPS, donde las tecnologías de geolocalización deben mantener capacidades continuas de posicionamiento y navegación.
Tipos y arquitecturas de los sistemas GNSS/INS
Las arquitecturas GNSS/INS varían en cuanto al grado de acoplamiento, lo que afecta a su capacidad de respuesta y resiliencia:
- Sistemas de acoplamiento flexible: el GNSS y el INS procesan los datos por separado y los fusionan en la etapa de salida de navegación. Adecuados para operaciones no críticas con una disponibilidad clara de la señal.
- Sistemas de acoplamiento estrecho: Las mediciones brutas del GNSS se integran directamente con las salidas de los sensores inerciales. Ofrecen una mayor precisión y una readquisición más rápida durante las interrupciones de la señal.
- Sistemas de acoplamiento profundo o ultraestrecho: El receptor GNSS y el INS colaboran a nivel de seguimiento de la señal. Esta arquitectura mejora el rendimiento antiinterferencias y es la preferida en entornos de alto riesgo.
Los sistemas GNSS/INS también pueden clasificarse por clase de sensor, incluyendo INS MEMS de grado táctico, sistemas de grado de navegación para aeronaves y plataformas de grado estratégico para aplicaciones espaciales o balísticas.
Componentes clave de GNSS/INS
El rendimiento de GNSS/INS depende de la calidad y la integración de varios componentes:
- Receptores GNSS: Proporcionan la posición y la hora absolutas a partir de múltiples constelaciones de satélites.
- Unidades de medición inercial (IMU): incluyen acelerómetros, giroscopios y, en ocasiones, magnetómetros para medir la velocidad, la orientación y las velocidades angulares.
- Filtros de Kalman: Algoritmos digitales que fusionan datos GNSS e inerciales al tiempo que mitigan el ruido y la deriva.
- Módulos antiinterferencias: fundamentales para la resiliencia en el campo de batalla frente a la guerra electrónica.
- Ordenadores de navegación: Realizan el procesamiento y el control a bordo para las funciones de navegación integradas.
Cada componente debe cumplir con los estándares de fiabilidad y medioambientales de grado militar para su uso en defensa.
Comparativas: GNSS frente a INS frente a GNSS/INS
| Sistema | Puntos fuertes | Puntos débiles | Casos de uso |
|---|---|---|---|
| Solo GNSS | Alta precisión a largo plazo | Susceptible a interferencias y suplantación de identidad | Entornos al aire libre con bajo nivel de amenaza |
| Solo INS | Inmune a interferencias externas | Desviaciones con el tiempo | Sin GNSS o uso de corta duración |
| GNSS/INS | Continuo, resistente, preciso | Más complejo y costoso | Navegación de defensa en todos los dominios |
Los sistemas GNSS/INS ofrecen lo mejor de ambos mundos, con navegación continua durante las interrupciones de la señal y una precisión mejorada con el tiempo.
Normas de defensa e integración
VN-300, sistema GNSS/INS dual y resistente de VectorNav
Los sistemas GNSS/INS desplegados en contextos de defensa están sujetos a normas estrictas, entre las que se incluyen:
- MIL-STD-810: Consideraciones de ingeniería ambiental para equipos militares.
- MIL-STD-461: Requisitos de interferencia electromagnética.
- STANAG 4586: Interfaces estándar para sistemas de control de UAV.
- Compatibilidad con SAASM y M-Code: Para un acceso militar seguro al GPS.
La interoperabilidad con enlaces de datos tácticos, sistemas de mando e infraestructura de navegación es también un requisito de diseño para muchas plataformas GNSS/INS.
Capacidades y tecnologías en evolución
Entre las tendencias emergentes en GNSS/INS para la defensa se incluyen:
- INS miniaturizados basados en MEMS: para UAV compactos y municiones merodeadoras.
- Algoritmos de navegación potenciados por IA: Mejora de la detección de fallos y la corrección de errores.
- Sistemas de navegación híbridos: Integración de visión, LiDAR y comparación de terreno con GNSS/INS.
- Herramientas de resiliencia PNT: para garantizar la continuidad en entornos degradados.
Los sistemas futuros se centrarán en la modularidad, la optimización de SWaP-C (tamaño, peso, potencia y coste) y la autonomía asistida por IA, ampliando la funcionalidad de GNSS/INS en la guerra centrada en redes.
