Fabricantes y proveedores de sistemas INS para aeronaves

Advanced Navigation

Sistemas avanzados de navegación inercial (INS) para una navegación fiable en entornos operativos difíciles

ANELLO Photonics

Soluciones inerciales de vanguardia para navegación y posicionamiento de alta precisión en entornos sin cobertura GPS.

Honeywell Aerospace

Soluciones avanzadas para la modernización de la defensa: propulsión, sensores, comunicación y sistemas de realidad aumentada

Inertial Labs, a VIAVI Solutions Company

Soluciones tácticas de IMU, GPS/INS y orientación de armas

NovAtel

Soluciones de posicionamiento, navegación y sincronización (PNT) garantizadas para el sector militar y de defensa

Aeron Systems

Soluciones de navegación avanzadas para aplicaciones aeroespaciales y de defensa de misión crítica

UAV Navigation-Grupo Oesía

Tecnologías de control de vuelo y navegación sin GNSS de última generación para plataformas UAV militares y gubernamentales.

Micro Magic

Sistemas de detección inercial MEMS, de cuarzo y FOG de alta precisión para aplicaciones militares, aeroespaciales y de defensa

EMCORE Corporation

Sensores inerciales y sistemas de navegación de alto rendimiento con fibra óptica, giroscopio láser en anillo y MEMS

VectorNav

Soluciones de navegación integradas para sistemas no tripulados

LITEF

Sistemas de navegación y detección inercial de alto rendimiento para vehículos militares terrestres y fuerzas terrestres

UAV Propulsion Tech

Tecnologías de UAV de vanguardia para empresas de defensa, fabricantes de drones e integradores de sistemas

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Una visión general exhaustiva de los sistemas de navegación inercial (INS) para aeronaves

William Mackenzie

Actualizado:

Introducción a los sistemas de navegación inercial (INS) para aeronaves

Un sistema de navegación inercial para aeronaves es un subsistema fundamental a bordo de las aeronaves militares modernas. Al proporcionar información continua sobre la posición, la velocidad, la actitud, el rumbo y la sincronización de navegación sin depender de señales de radiofrecuencia externas, un INS en una aeronave sigue siendo indispensable para la aviación de combate, la recopilación de inteligencia y las operaciones autónomas.

A diferencia de las tecnologías de navegación por satélite, un sistema de navegación inercial en aeronaves funciona de forma independiente midiendo el movimiento de la plataforma mediante una combinación de acelerómetros y giroscopios de precisión. Esta arquitectura autónoma permite a las fuerzas militares mantener la precisión de la navegación incluso cuando las señales del GPS u otros sistemas GNSS se ven degradadas, bloqueadas o falsificadas deliberadamente.

Sistemas INS y AHRS para aeronaves de Honeywell Aerospace

Sistemas INS y AHRS para aeronaves basados en ARGO FOG de Honeywell Aerospace

La mayoría de las aeronaves militares modernas emplean arquitecturas de navegación integradas que combinan un sistema INS de la aeronave con el GNSS y otros sensores de navegación. Estos sistemas utilizan actualizaciones de navegación por satélite para mejorar la precisión a largo plazo, al tiempo que conservan la capacidad de seguir funcionando cuando las señales externas dejan de estar disponibles.

Plataformas que aprovechan el INS en la aviación de defensa

Aeronaves de combate y reconocimiento

Los aviones de combate modernos operan en entornos altamente dinámicos que exigen una precisión espacial excepcional. Las robustas configuraciones del INS permiten llevar a cabo enfrentamientos aire-aire, misiones de ataque de precisión y perfiles de vuelo que siguen el relieve del terreno. Del mismo modo, las plataformas de inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR) dependen de una configuración avanzada del sistema de navegación inercial a bordo para geolocalizar con precisión los objetivos, sincronizar las cargas útiles de los sensores y mantener la eficacia de la misión durante largos periodos de seguimiento.

Aeronaves de transporte, patrulla marítima y misiones especiales

Los aviones de transporte militar dependen de los sistemas de navegación inercial para la navegación en rutas de largo alcance, las aproximaciones de precisión y las operaciones en regiones donde la disponibilidad de la navegación por satélite puede ser limitada. Las aeronaves de patrulla marítima utilizan datos del INS para apoyar la guerra antisubmarina, la vigilancia marítima y la alineación de sensores, mientras que las aeronaves de misiones especiales dependen de información de navegación y actitud de alta precisión para respaldar la guerra electrónica, la recopilación de inteligencia y las funciones de mando y control aerotransportadas.

Helicópteros y aeronaves no tripuladas

Los helicópteros y las aeronaves de ala giratoria tácticas utilizan con frecuencia el INS en aviación para evitar obstáculos a baja altitud, estabilizar el vuelo estacionario y apuntar armas en entornos con visibilidad reducida. En el caso de las plataformas no tripuladas, un sistema inercial aerotransportado asistido por GPS o un INS compacto e independiente para aeronaves sirve como base principal de navegación, lo que permite la navegación autónoma por puntos de ruta, un control de vuelo estable y operaciones de combate colaborativas o en enjambre resilientes cuando se interrumpen los enlaces de comunicación principales. Las municiones de vuelo prolongado y las aeronaves de combate colaborativo (CCA) también se basan en capacidades avanzadas de navegación inercial para mantener la eficacia de la misión en entornos en los que la cobertura del GNSS se ve limitada.

Componentes fundamentales de los sistemas de navegación inercial para aeronaves

El rendimiento general y la tasa de deriva de un INS aeronáutico vienen determinados principalmente por la calidad de su unidad de medición inercial (IMU) subyacente y de la tecnología de giroscopios:

Sistema de navegación inercial para aeronaves de Advanced Navigation

Sistema de navegación inercial para aeronaves Certus Mini D con asistencia GNSS, de Advanced Navigation

  • Acelerómetros: miden la aceleración lineal a lo largo de múltiples ejes, lo que permite al INS calcular los cambios de velocidad y posición a lo largo del tiempo. Junto con los giroscopios, constituyen los elementos sensores fundamentales de la IMU.
  • Giroscopios láser en anillo (RLG): utilizan rayos láser en una trayectoria óptica cerrada para ofrecer una excelente estabilidad a largo plazo y precisión lineal, lo que los convierte en el estándar para aeronaves de combate y estratégicas de alta gama.
  • Giroscopios de fibra óptica (FOG): emplean fibras ópticas enrolladas para proporcionar un gran ancho de banda, una fiabilidad excepcional y un mantenimiento reducido en diseños de sistemas compactos.
  • Giroscopios MEMS: Aprovechan estructuras de silicio microfabricadas para ofrecer un tamaño, peso, consumo energético y coste (SWaP-C) ultrabajos, lo que los hace ideales para municiones de vuelo prolongado y pequeños UAV tácticos.

El software integrado avanzado y las técnicas de filtrado procesan estas entradas brutas de los sensores en tiempo real, mitigando los efectos de los errores inherentes a los sensores y la deriva, al tiempo que gestionan la distribución de datos en toda la arquitectura de aviónica. Muchos sistemas modernos también integran entradas procedentes de receptores GNSS, sistemas de datos de vuelo, altímetros de radar y otros sensores a bordo para mejorar el rendimiento general de la navegación.

Normas de defensa y criterios de selección

Cada implementación de sistemas de navegación inercial en aeronaves debe cumplir con estrictas normas de certificación militar y aeroespacial antes de obtener la aeronavegabilidad:

  • Condiciones ambientales y compatibilidad electromagnética (EMI): Los sistemas deben cumplir los requisitos de la norma MIL-STD-810 en materia de golpes, vibraciones y temperaturas extremas, así como la norma MIL-STD-461 en materia de compatibilidad electromagnética.
  • Garantía de software y hardware: Muchos programas de aeronaves militares y de doble uso también aplican normas como la DO-160, la DO-178C (garantía de software) y la DO-254 (hardware electrónico aerotransportado) para respaldar la certificación de aeronavegabilidad y el desarrollo de sistemas críticos para la seguridad.

A la hora de elegir una solución de navegación inercial para la aviación, los integradores de sistemas deben equilibrar cuidadosamente la tasa de deriva máxima permitida de la plataforma con las estrictas restricciones de SWaP-C. Si bien los sistemas comerciales listos para usar (COTS) reducen drásticamente el riesgo de desarrollo y aceleran los plazos de implementación, las soluciones diseñadas a medida siguen siendo necesarias para factores de forma de fuselaje altamente especializados o arquitecturas de bus de datos únicas.