Systemy nawigacji inercyjnej (INS) stosowane w pociskach zapewniają autonomiczną nawigację, naprowadzanie i pozycjonowanie poprzez ciągły pomiar przyspieszenia i prędkości kątowej za pomocą czujników pokładowych oraz odpowiednie przetwarzanie danych. Systemy te, stosowane w pociskach balistycznych, pociskach manewrujących, taktycznej broni uderzeniowej, platformach hipersonicznych, pociskach przeciwokrętowych oraz amunicji krążącej, dostarczają dane o położeniu, prędkości i położeniu przestrzennym z dużą częstotliwością, bez konieczności polegania na sygnałach zewnętrznych.
W tej kategorii przedstawiono dostawców systemów nawigacji inercyjnej dla pocisków, których rozwiązania są zoptymalizowane pod kątem ograniczeń SWaP-C, odporności na działania przeciwradiowe, kwalifikacji środowiskowych oraz integracji z zaawansowanymi sieciami naprowadzania, nawigacji i sterowania (GNC).
Przeczytaj Przegląd technologii
Najnowocześniejsze rozwiązania inercyjne do precyzyjnej nawigacji i pozycjonowania w środowiskach pozbawionych sygnału GPS
Zaawansowane rozwiązania na potrzeby modernizacji sektora obronnego: napędy, czujniki, systemy łączności i rzeczywistości rozszerzonej
Wysokoprecyzyjne systemy czujników inercyjnych MEMS, kwarcowych i FOG do zastosowań wojskowych, lotniczych i obronnych
Wysokowydajne światłowody, żyroskopy laserowe pierścieniowe oraz czujniki inercyjne i systemy nawigacyjne MEMS
Wysokowydajne systemy czujników inercyjnych i nawigacji dla wojskowych pojazdów lądowych i sił lądowych
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Inercyjne systemy nawigacyjne (INS) stosowane w pociskach, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
System nawigacji inercyjnej w pociskach stanowi podstawę techniczną sterowania trajektorią lotu. W odróżnieniu od zewnętrznych metod pozycjonowania, które opierają się na transmisjach radiowych lub infrastrukturze naziemnej, system naprowadzania inercyjnego oblicza położenie, prędkość i orientację za pomocą wewnętrznych czujników oraz pokładowych układów przetwarzania danych. Dzięki ciągłemu śledzeniu przyspieszenia i prędkości kątowej w trakcie całego profilu lotu system dynamicznie ocenia trajektorię bez konieczności korzystania z zewnętrznej telemetrii.
System INS oparty na technologii FOG i wspomagany przez GNSS, służący do precyzyjnego pozycjonowania, orientacji i nawigacji oraz naprowadzania pocisków, firmy Micro Magic.
Autonomiczna praca zapewnia systemowi naprowadzania INS wyraźną przewagę na współczesnym polu walki. Wojna elektroniczna, celowe zakłócanie sygnałów oraz nieprzychylne środowiska elektromagnetyczne często utrudniają działanie zewnętrznych łączy danych. W takich warunkach pocisk może kontynuować działanie, korzystając z autonomicznej nawigacji, nawet gdy zewnętrzne środki wspomagające stają się niedostępne. Chociaż operatorzy często łączą tę technologię z pozycjonowaniem satelitarnym lub dopasowywaniem do ukształtowania terenu, rdzeń pocisku oparty na inercyjnym systemie nawigacyjnym pozostaje podstawową warstwą, na której inżynierowie budują alternatywne środki naprowadzania.
Wdrożenie inercyjnego systemu nawigacyjnego w pocisku wymaga znalezienia równowagi między szybkością dryftu czujników a rygorystycznymi ograniczeniami dotyczącymi rozmiarów, masy, mocy i kosztów (SWaP-C).
Charakterystyka trajektorii balistycznych sprawia, że błędy powstałe we wczesnej, wysoce dynamicznej fazie startowej kumulują się w miarę upływu czasu.
System HGuide n580 GNSS-INS firmy Honeywell Aerospace
Lot na niskiej wysokości z długim czasem lotu wymaga systemu INS pocisku zdolnego do utrzymania dokładności położenia przez długi czas lotu. System INS pełni rolę źródła danych o wysokiej częstotliwości, wygładzając aktualizacje o niskiej częstotliwości dostarczane przez alternatywne czujniki podczas skomplikowanych manewrów podążania za ukształtowaniem terenu.
Pociski powietrze-powietrze i ziemia-powietrze podlegają szybkim prędkościom kątowym i silnym drganiom konstrukcyjnym. W tych platformach powszechnie stosuje się systemy inercyjne o dużej przepustowości, często oparte na zaawansowanej technologii MEMS, które rejestrują gwałtowne zmiany przechyłu, pochylenia i odchylenia, dostarczając kluczowe dane śledzące do głowic naprowadzających krótkiego zasięgu.
Jako hybryda bezzałogowego statku powietrznego i pocisku, amunicja krążąca kładzie nacisk na parametry SWaP-C. Komponenty MEMS klasy taktycznej zapewniają energooszczędną i lekką podstawę nawigacyjną niezbędną do długotrwałego utrzymywania się w trybie krążenia oraz nawigacji według punktów orientacyjnych.
System naprowadzania, nawigacji i sterowania (GNC) funkcjonuje jako architektura ciągłej pętli zamkniętej, w której moduł naprowadzania inercyjnego pełni rolę szybkiego estymatora stanu.
Aby przeciwdziałać charakterystycznemu, zależnemu od czasu dryfowi, nieodłącznie związanemu z każdym czysto inercyjnym systemem naprowadzania, nowoczesne architektury wykorzystują fuzję danych z wielu czujników.
Połączenie pozycjonowania satelitarnego z czujnikami inercyjnymi tworzy solidny, komplementarny system. Podczas gdy naprowadzanie pocisków za pomocą GNSS zapewnia ograniczoną dokładność bezwzględną, system INS dostarcza dane orientacyjne o wysokiej częstotliwości i niskim opóźnieniu oraz pełni rolę koła zamachowego w przypadku zaniku sygnału. Integracje zazwyczaj dzielą się na dwie topologie:
| Mechanizm | Główna zaleta | |
| Luźne sprzężenie | Odbiornik GNSS samodzielnie oblicza pozycje i przekazuje je do filtra Kalmana systemu INS jako ustalenia pozycji. | Prosty w implementacji dzięki modułowej, oddzielonej architekturze. |
| Ścisłe sprzężenie | Surowe pseudoodległości GNSS i przesunięcia dopplerowskie są przetwarzane bezpośrednio wraz z danymi inercyjnymi w ramach scentralizowanego rozszerzonego filtra Kalmana. | Utrzymuje możliwości wspomagania nawet wtedy, gdy widocznych jest mniej niż cztery satelity, co poprawia niezawodność nawigacji i pozwala zachować zdolność wspomagania w warunkach ograniczonej widoczności satelitów. |
Podczas działania w środowiskach pozbawionych sygnału GNSS system INS pocisku dynamicznie przełącza się na alternatywne źródła danych pozycjonujących:
Wrogie działania w ramach wojny elektronicznej często są skierowane przeciwko widmu częstotliwości radiowych poprzez szerokopasmowe zakłócanie oraz wyrafinowane fałszowanie sygnałów. Ponieważ pocisk z systemem INS działa w oparciu o wewnętrzne czujniki inercyjne i przetwarzanie pokładowe, jego podstawowe pomiary nawigacyjne są z natury odporne na zakłócanie i fałszowanie sygnałów GNSS. Stanowi to podstawową warstwę zabezpieczenia przed awarią w przestrzeni powietrznej objętej walkami.
Aby wydłużyć okres zachowania czystej dokładności inercyjnej podczas długotrwałych przerw w działaniu GNSS, systemy nawigacyjne wykorzystują specjalistyczne środki przeciwdziałania:
Sprzęt klasy rakietowej musi spełniać krytyczne normy kalibracyjne, zachowując jednocześnie niezawodność w ekstremalnych warunkach eksploatacyjnych.
Systemy muszą przejść rygorystyczne testy kwalifikacyjne, aby wytrzymać ekstremalne obciążenia kinetyczne:
Zespoły rakietowe zawierają w bliskim sąsiedztwie elementy o dużej mocy, takie jak urządzenia telemetryczne, głowice naprowadzające radarowe oraz siłowniki. Zgodność z normą MIL-STD-461 gwarantuje, że wysoce czułe obwody analogowe wewnątrz czujników inercyjnych są odpowiednio ekranowane przed zakłóceniami elektromagnetycznymi oraz emisjami promieniowania pochodzącymi z pobliskich komponentów.
W przypadku systemów strategicznych lub pozaziemskich elektronika musi być wzmocniona pod kątem odporności na promieniowanie o przejściowej i całkowitej dawce jonizującej, aby zapobiec odwróceniu bitów. Ponadto, ponieważ broń jest często rozmieszczana w kontenerach lub silosach na okres wielu lat, konfiguracje czujników muszą wykazywać długoterminową stabilność kalibracji, aby zagwarantować natychmiastową gotowość operacyjną bez konieczności częstej konserwacji w terenie.
Wysokowydajne jednostki inercyjne, zdolne do osiągnięcia bardzo niskiego poziomu dryftu, podlegają ścisłym regulacjom wynikającym z Międzynarodowych przepisów dotyczących handlu bronią (ITAR) oraz systemów kontroli eksportu. Projektanci i integratorzy muszą przestrzegać rygorystycznych wymogów dotyczących izolacji strukturalnej, bezpiecznego podziału oprogramowania oraz precyzyjnego śledzenia dokumentacji na wszystkich etapach cyklu życia komponentów, od momentu ich zakupu aż po pakowanie.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.