Les systèmes de navigation inertielle (INS) destinés aux véhicules terrestres militaires fournissent en continu des données de position, de vitesse, d'assiette et de cap, indépendamment des signaux de navigation externes. Ces systèmes sont destinés aux chars de combat principaux, aux véhicules de combat d’infanterie, aux véhicules blindés de transport de troupes, à l’artillerie automotrice et aux véhicules terrestres sans pilote (UGV) opérant dans des environnements où l’accès au GNSS est bloqué ou dans des environnements électromagnétiques perturbés.
Cette page présente les principaux systèmes de navigation inertielle embarqués et les systèmes de navigation inertielle montés sur véhicule, conçus pour assurer une localisation, une orientation et une navigation (PNT) résilientes, la fusion de capteurs, la mobilité autonome et la navigation critique pour la mission.
Lire le Présentation de la technologie
Systèmes de navigation inertielle avancés (INS) pour une navigation fiable dans des environnements opérationnels difficiles
Solutions inertielles de pointe pour une navigation et un positionnement de haute précision dans les environnements sans GPS
Solutions avancées pour la modernisation de la défense : propulsion, capteurs, communication et systèmes de réalité augmentée
Solutions IMU, GPS/INS et d'orientation d'armes de qualité tactique
Solutions de positionnement, de navigation et de synchronisation (PNT) sécurisées pour l'armée et la défense
Solutions de navigation avancées pour les applications critiques dans les domaines de la défense et de l'aérospatiale
Systèmes de détection inertielle MEMS, quartz et FOG de haute précision pour les applications militaires, aérospatiales et de défense
Capteurs inertiels et systèmes de navigation à fibre optique, gyroscopes laser en anneau et MEMS haute performance
Systèmes de détection inertielle et de navigation haute performance pour les véhicules terrestres militaires et les forces terrestres
Si vous concevez, construisez ou fournissez Systèmes de navigation inertielle (INS) pour véhicules terrestres, Créez un profil pour mettre en avant vos compétences et entrer en contact avec des visiteurs qui recherchent activement vos solutions.
Les systèmes de navigation inertielle embarqués sont devenus une capacité essentielle pour les véhicules terrestres militaires modernes, offrant en permanence des informations de position, de vitesse et de cap, de manière totalement indépendante de tout signal externe. Contrairement aux architectures reposant sur les satellites, un système de navigation inertielle embarqué calcule le mouvement à l’aide de capteurs intégrés au véhicule, garantissant ainsi aux équipages de conserver une connaissance de la situation en cas de rupture des communications ou de perte totale de la liaison avec le Système mondial de navigation par satellite (GNSS).
Dans des environnements électromagnétiques contestés où la guerre électronique et le brouillage délibéré sont courants, ces solutions INS embarquées constituent une source sécurisée de données de position, de navigation et de synchronisation (PNT). En déployant des systèmes de navigation inertielle terrestres tactiques avancés qui s’intègrent à l’électronique des véhicules et aux ordinateurs de mission, les plateformes terrestres militaires conservent une mobilité et une disponibilité opérationnelle essentielles sur n’importe quel théâtre d’opérations à haut risque.
Système de navigation inertielle tactique double GEO-FOG 3D d’Emcore Corporation
Les chars de combat principaux opèrent dans les environnements les plus hostiles de la planète. Les centres urbains, les forêts denses, les zones montagneuses et les zones de combat de haute intensité sont source de chocs, de vibrations et de blocages de signaux extrêmes. Un système de navigation inertielle (INS) de niveau tactique fournit des données de cap et d’assiette extrêmement précises directement au système de conduite de tir du char, garantissant ainsi que les armes et les capteurs électro-optiques restent parfaitement stabilisés et alignés pendant que le char tire tout en se déplaçant sur un terrain accidenté. De plus, les systèmes de suivi des forces amies et de gestion des combats s’appuient sur ces données de position en continu pour coordonner les manœuvres des blindés et éviter tout engagement accidentel lorsque le GNSS est bloqué.
Les véhicules de combat d’infanterie (IFV) doivent allier mobilité tactique rapide et protection des troupes tout en opérant en étroite coordination avec les unités blindées. Les VTI modernes utilisent les données inertielles comme variable centrale dans les réseaux de fusion de capteurs à l’échelle du véhicule, ancrant ainsi les radars, les systèmes de protection active (APS) et les charges utiles d’imagerie thermique. Ce cadre de navigation robuste empêche également les pertes de suivi causées par les canyons urbains, les tunnels et le masquage structurel.
Les APC ont pour mission d’assurer le transport en toute sécurité d’escouades d’infanterie sur des champs de bataille étendus et imprévisibles. Les variantes d’APC équipées d’un système de navigation inertielle (INS) maintiennent le suivi automatisé des convois et l’exécution des itinéraires même en cas de coupure totale des communications. Ces déploiements à l’échelle de la flotte nécessitent un équilibre soigneusement optimisé entre durabilité militaire, encombrement réduit et coût de cycle de vie raisonnable.
La précision des données d’orientation et de position détermine la puissance de feu et la capacité de survie des moyens de tir indirect. La navigation inertielle embarquée permet aux unités d’artillerie de se mettre en position, de calculer automatiquement des lignes de tir précises en élévation et en azimut, et de tirer sans cercles de visée manuels ni repères externes. En réduisant considérablement les temps de mise en place et de démontage, le système INS permet aux équipages d’engager des cibles et de se déplacer avant que des tirs de contre-batterie ne puissent être lancés, rendant ainsi possibles des tactiques efficaces de tir et fuite.
À mesure que les systèmes autonomes et semi-autonomes se multiplient sur le champ de bataille, le rôle des équipements inertiels s’est étendu pour devenir la couche fondamentale de l’autonomie des véhicules. Alors que les capteurs de vision et de télémétrie assurent la perception de l’environnement, les algorithmes autonomes de planification de trajectoire et d’évitement d’obstacles s’appuient fortement sur une référence de mouvement stable et à haut débit fournie par le système INS. Pour les UGV opérant en profondeur dans des territoires contestés, une navigation inertielle résiliente empêche l’échec de la mission en cas d’attaques électroniques ou de coupures de la liaison de commande.
Cette section examine comment les véhicules militaires naviguent dans des environnements de guerre électronique hautement contestés grâce à l’intégration de systèmes inertiels et de navigation par satellite.
PETRA, un système de navigation inertielle tactique de pointe, développé par Honeywell Aerospace
Si la navigation par satellite offre une excellente précision de positionnement global à long terme, ses signaux sont faibles lorsqu’ils atteignent la surface de la Terre, ce qui les rend faciles à perturber. Pour pallier cette vulnérabilité, les plateformes de défense déploient une architecture hybride appelée GNSS-INS embarqué.
Dans des conditions de fonctionnement normales, les données GNSS limitent et corrigent en continu les légères erreurs de dérive, liées au temps, inhérentes aux capteurs inertiels. En cas de perte du suivi satellite, le système passe en douceur en navigation à l’estime, en exploitant les capteurs embarqués pour préserver l’intégrité de la navigation sans interruption de la solution de navigation.
La guerre électronique a fait évoluer la navigation, la faisant passer d’une fonctionnalité de base à une capacité hautement disputée. Les adversaires de même niveau déploient des systèmes de brouillage à large couverture, des plateformes de privation de spectre directionnelles et des moyens d’attaque électronique localisés, conçus pour rompre l’acquisition des satellites sur l’ensemble des secteurs opérationnels. Les véhicules terrestres doivent être capables de manœuvrer à travers ces zones, une capacité rendue possible principalement grâce à des plateformes de navigation inertielle tactique hautement performantes, souvent complétées par des capteurs de navigation supplémentaires.
Les attaques par usurpation, dans lesquelles un adversaire transmet de faux signaux satellites afin de tromper le récepteur d’un véhicule et de lui faire signaler des coordonnées de positionnement erronées, constituent une menace grave pour les manœuvres au sol.
Pour y remédier, unrécepteur INS/GNSS moderne embarqué sur un véhicule associe un GPS à code M cryptographique ou des antennes à schéma de réception contrôlé (CRPA) à un logiciel de validation inertielle. Les capteurs inertiels n’étant pas affectés par l’usurpation de fréquence radio, le système peut comparer les mesures GNSS reçues à des estimations de mouvement inertielles dérivées de manière indépendante. Si une divergence est détectée, le filtre de navigation peut signaler les données GNSS comme non fiables et réduire ou rejeter leur contribution à la solution de navigation.
Afin d’améliorer les performances pendant les périodes prolongées de non-disponibilité du GNSS, les développeurs associent les systèmes inertiels à des suites de capteurs auxiliaires.
La TRN utilise des capteurs actifs pour mesurer les profils d’élévation locaux de la surface et les compare à des cartes numériques de données altimétriques du terrain préchargées. Cette corrélation fournit des positions absolues qui limitent les erreurs de dérive de l’INS sans émettre ni recevoir de signaux radio externes.
En s’appuyant sur des caméras optiques robustes associées à des algorithmes de vision en périphérie, la navigation visuelle suit les repères et les caractéristiques du paysage local. La fusion des calculs de flux optique avec l’INS offre une méthode exceptionnelle pour vérifier la vitesse relative et la distance parcourue, en particulier dans les environnements urbains encombrés ou les zones boisées.
Les capteurs LiDAR émettent des impulsions laser afin de construire une représentation en nuage de points 3D hautement précise de l’environnement du véhicule. Lorsqu’elles sont intégrées au flux de données inertielles, les techniques SLAM (localisation et cartographie simultanées) du LiDAR offrent une capacité de navigation extrêmement précise dans des environnements où la visibilité est réduite ou où le suivi optique traditionnel est altéré.
L’odométrie des roues suit les rotations physiques du groupe motopropulseur du véhicule via le bus CAN ou des codeurs externes. Bien qu’elle soit sensible aux erreurs causées par le patinage des roues, la boue et les terrains accidentés, la fusion des données d’odométrie avec le moteur d’état du système INS fournit à l’ordinateur de navigation une référence de vitesse fiable qui réduit considérablement la dérive de position lors des trajets sur de longues distances.
Pour garantir la résilience opérationnelle, les systèmes de navigation des véhicules terrestres doivent répondre à des normes environnementales, mécaniques et électriques rigoureuses.
Les environnements des moyens terrestres militaires sont hostiles pour les composants électroniques sensibles. Les déplacements intensifs en tout-terrain, les chocs sur les chenilles à forte accélération (G) et le recul des armes génèrent des contraintes structurelles susceptibles de provoquer facilement du bruit au niveau des capteurs ou des défaillances matérielles.
La conformité aux exigences de la norme MIL-STD-810 est généralement requise pour les programmes de véhicules terrestres militaires. Les systèmes utilisent une isolation mécanique interne, des boîtiers renforcés et des supports de montage ayant fait l’objet d’analyses approfondies par la méthode des éléments finis afin d’amortir les forces externes. De plus, la gestion thermique des capteurs internes est assurée par des éléments chauffants calibrés ou des dissipateurs thermiques de précision, afin de garantir que les fluctuations de température lors de déploiements dans le désert ou en région arctique n’altèrent pas la stabilité du biais des capteurs.
Le profil électromagnétique à l’intérieur d’un véhicule tactique moderne est extrêmement dense, regorgeant de radios de réseau de combat à haute puissance, de systèmes radar actifs et de brouilleurs anti-IED.
Les équipements de combat doivent résister à une exposition continue au sable abrasif, à la boue épaisse, aux traversées en eaux profondes, ainsi qu’aux agents de décontamination chimiques, biologiques, radiologiques et nucléaires agressifs. Les ensembles INS de qualité militaire offrent des indices de protection élevés (IP67 ou IP68), grâce à des joints hermétiques ultra-résistants, des structures en aluminium anodisé résistantes à la corrosion et des connecteurs circulaires de qualité militaire, afin de protéger les capteurs et composants électroniques internes sensibles.
Le paysage de la navigation terrestre militaire évolue rapidement en raison des avancées en micro-ingénierie et des exigences en matière de systèmes ouverts.
Ces avancées interdépendantes garantissent que les moyens terrestres de nouvelle génération conservent un avantage technologique décisif dans des domaines hautement disputés.
Recherche d'entreprises et de produits
S'abonner à l'eBrief hebdomadaire
Les derniers développements techniques et d'ingénierie directement dans votre boîte aux lettres électronique - rejoignez les milliers d'ingénieurs qui la reçoivent.
