Systemy nawigacji inercyjnej (INS) stosowane w dronach zapewniają autonomiczne pozycjonowanie, szacowanie prędkości oraz określanie położenia dla bezzałogowych statków powietrznych (UAV) wykorzystywanych w celach wojskowych i obronnych, umożliwiając niezawodną nawigację bez konieczności ciągłego polegania na sygnałach zewnętrznych.
Na tej stronie przedstawiono czołowych dostawców systemów INS dla bezzałogowych statków powietrznych, oferujących rozwiązania łączące akcelerometry, żyroskopy oraz zaawansowane technologie fuzji czujników, przeznaczone do obsługi dronów taktycznych, amunicji krążącej oraz platform o długim czasie lotu działających w środowiskach o trudnych warunkach operacyjnych.
Przeczytaj Przegląd technologii
Zaawansowane inercyjne systemy nawigacyjne (INS) zapewniające niezawodną nawigację w trudnych warunkach operacyjnych
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
Taktyczne systemy IMU, GPS/INS oraz rozwiązania do orientacji uzbrojenia
Zaawansowane rozwiązania nawigacyjne do zastosowań o znaczeniu krytycznym w sektorze obronnym i lotniczym
Najnowocześniejsze technologie sterowania lotem i nawigacji bez dostępu do GNSS dla taktycznych platform bezzałogowych
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
Najnowocześniejsze technologie bezzałogowych statków powietrznych (UAV) dla głównych dostawców sektora obronnego, producentów dronów oraz integratorów systemów
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Systemy nawigacji inercyjnej (INS) stosowane w dronach, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Systemy nawigacji inercyjnej (INS) stosowane w dronach zapewniają pozycjonowanie, oszacowanie prędkości, określenie położenia oraz ciągłość nawigacji w przypadku bezzałogowych statków powietrznych (UAV) wykorzystywanych w celach wojskowych i obronnych. Obliczając wektory stanu statku powietrznego na podstawie danych z pokładowych akcelerometrów i żyroskopów, inercyjny system nawigacyjny dla dronów zapewnia samowystarczalną podstawę nawigacyjną, która nie jest uzależniona od zewnętrznych sygnałów radiowych.
Znaczenie nawigacji inercyjnej w dronach wzrosło wraz z rozwojem zagrożeń związanych z wojną elektroniczną. Współczesne środowiska operacyjne mogą obejmować zakłócanie, fałszowanie, meaconing lub blokowanie sygnałów Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS), wpływające na sygnały GPS, Galileo, GLONASS i BeiDou. W przypadku bezzałogowych statków powietrznych wykonujących misje poza zasięgiem wzroku (BVLOS), gromadzenie danych wywiadowczych, operacje głębokiego uderzenia, namierzanie celów lub nadzór morski, niezawodna nawigacja ma zasadnicze znaczenie. Chociaż system INS w bezzałogowych statkach powietrznych (UAV) jest zazwyczaj połączony z odbiornikami GNSS w celu dokładnej inicjalizacji pozycji i okresowej korekcji błędów, jego podstawową zaletą jest zdolność do utrzymania nawigacji w przypadku pogorszenia jakości lub zaniku sygnałów zewnętrznych.
System nawigacji inercyjnej IRINS LEO dla dronów, opracowany przez Inertial Labs, spółkę należącą do VIAVI Solutions
Architektura bezzałogowego statku powietrznego (UAV) z nawigacją inercyjną musi być dostosowana do rozmiarów, profilu misji, dynamiki lotu oraz wymagań dotyczących czasu lotu danego statku powietrznego.
Nawigacja inercyjna stanowi podstawową funkcję dronów obronnych, jednak dobór sprzętu różni się w zależności od klasy platformy:
Amunicja krążąca wymaga konfiguracji systemów nawigacji inercyjnej bezzałogowych statków powietrznych o wysokiej responsywności. Podczas końcowych nurkowań atakowych, trajektorii unikowych lub operacji w strefach przeciwdziałania elektronicznego wewnętrzna pętla śledzenia IMU dostarcza dane kątowe o wysokiej częstotliwości, niezbędne do sterowania i namierzania celu.
Operacje dronów marynarki wojennej odbywają się w środowiskach pozbawionych charakterystycznych punktów orientacyjnych, charakteryzujących się ruchem i silnym wiatrem. Morskie platformy bezzałogowe wykorzystują dane z systemu INS do wspierania śledzenia na dużych odległościach nad wodą, stabilizacji, nawigacji względem pokładu oraz autonomicznego powrotu na kołyszące się pokłady lotnicze okrętów wojennych.
System nawigacji inercyjnej drona opiera się na zestawie wewnętrznych czujników o wysokiej częstotliwości pomiarowej, które mierzą ruch fizyczny w trzech wymiarach.
Jednostka pomiaru inercyjnego (IMU) stanowi centralny moduł czujnikowy systemu INS, zawierający ortogonalne akcelerometry i żyroskopy. Jakość IMU ma bezpośredni wpływ na szybkość dryfu, stabilność kursu oraz wydajność nawigacji w przypadku awarii systemu GNSS:
Ponieważ nawigacja czysto na podstawie obliczeń pozycyjnych wiąże się z ciągłym narastaniem błędu pozycyjnego w miarę upływu czasu, nowoczesne architektury systemów INS stosowane w dronach wojskowych i bezzałogowych statkach powietrznych (UAV) wykorzystują fuzję czujników w celu ograniczenia dryftu, weryfikacji ruchu oraz utrzymania dokładności nawigacji w przypadku pogorszenia jakości sygnału GNSS lub jego braku.
| Technologia | Sposób integracji z systemem INS dronów |
| Czujniki EO/IR | Czujniki EO/IR można połączyć z danymi wyjściowymi systemu INS bezzałogowego statku powietrznego (UAV) w celu porównania obrazów optycznych lub podczerwonych na żywo z inercyjnymi szacunkami ruchu. Pomaga to zweryfikować ruch wzdłuż toru lotu, zidentyfikować wizualne punkty orientacyjne oraz skorygować dryft poprzeczny bez emitowania wykrywalnych sygnałów. |
| Systemy LiDAR | System LiDAR dostarcza trójwymiarowe dane przestrzenne, które można połączyć z danymi z systemu nawigacji inercyjnej drona w celu lokalizacji w złożonych środowiskach. W połączeniu z systemem INS pomaga on ograniczyć dryft pozycyjny oraz wspomaga omijanie przeszkód w terenie miejskim, kanionach lub obszarach o ograniczonej przestrzeni. |
| Systemy wspomagane radarem | Nawigacja wspomagana radarem uzupełnia system INS drona poprzez pomiar prędkości względem ziemi, wysokości oraz ruchu względem terenu. Pomiary te dostarczają danych korekcyjnych dla rozwiązania inercyjnego w warunkach złej pogody, obecności środków zasłaniających widoczność, pyłu, dymu lub w ciemności. |
| Nawigacja oparta na ukształtowaniu terenu (TRN) | System TRN integruje altymetrię radarową lub laserową z systemem INS bezzałogowego statku powietrznego (UAV) poprzez porównywanie zmierzonych profili terenu z pokładowymi cyfrowymi modelami wysokościowymi. Stanowi on pasywne źródło korekcji dryfu inercyjnego, szczególnie w przypadku zaawansowanych systemów autonomicznych, profili lotu na niskiej wysokości oraz broni dalekiego zasięgu. |
| Odometria wizualna | Odometria wizualna wykorzystuje kolejne klatki z kamery do oszacowania przyrostowego ruchu i może być łączona z danymi z IMU w ramach filtra nawigacyjnego drona. Pomaga to ograniczyć dryft systemu INS podczas zaników sygnału GNSS poprzez dostarczanie oszacowań prędkości względnej i ruchu na podstawie widocznych elementów terenu. |
| SLAM | SLAM łączy dane z czujników pokładowych z danymi inercyjnymi w celu stworzenia mapy lokalnej, jednocześnie szacując pozycję bezzałogowego statku powietrznego (UAV) na tej mapie. W połączeniu z systemem INS drona umożliwia nawigację w środowiskach nieznanych, wewnątrz budynków, pod ziemią lub w miejscach pozbawionych sygnału GPS. |
Dane wyjściowe z systemu INS, generowane z dużą częstotliwością, są przekazywane do systemów lotu, misji i ładunku, aby zapewnić stabilne sterowanie i precyzyjną realizację misji.
ANELLO Aerial INS – system nawigacji inercyjnej dla bezzałogowych statków powietrznych firmy ANELLO Photonics
Telemetria z systemu INS zapewnia natychmiastową informację zwrotną wymaganą przez komputery sterowania lotem i autopiloty do sterowania powierzchniami sterowymi, regulacji mocy silników oraz wykonywania zmian kursu. Aktualizacje danych inercyjnych o niskim opóźnieniu pomagają utrzymać stabilność podczas turbulencji, ścinania wiatru, zawisu, startu, lądowania oraz gwałtownych manewrów obronnych.
Komputer misji łączy dane z IMU z danymi z czujników pomocniczych przy użyciu rozszerzonych filtrów Kalmana (EKF), filtrów nieliniowych lub innych metod estymacji. W ten sposób powstaje ujednolicone rozwiązanie nawigacyjne, które pozostaje użyteczne nawet wtedy, gdy aktualizacje GNSS stają się niewiarygodne.
Większość wojskowych bezzałogowych statków powietrznych (UAV) łączy nawigację inercyjną z systemem GNSS oraz innymi czujnikami wspomagającymi w celu poprawy długoterminowej dokładności. W zależności od wymagań misji architektury mogą wykorzystywać luźną, ścisłą lub głęboko zintegrowaną fuzję czujników w celu połączenia pomiarów inercyjnych z nawigacją satelitarną, danymi lotniczymi, nawigacją wizualną, radarem, LiDAR lub innymi źródłami pozycjonowania. Pozwala to platformom na utrzymanie dokładności podczas częściowego pogorszenia jakości sygnału, przy jednoczesnym zachowaniu zdolności operacyjnej w przypadku awarii systemu GNSS.
Ładunki ISR wymagają danych referencyjnych o wysokiej częstotliwości kątowej do sterowania stabilizacją gimbala i utrzymania wyraźnego obrazu podczas manewrów. Dokładne dane nawigacyjne i dotyczące położenia statku powietrznego wspierają również georeferencjonowanie celów. Wyższa dokładność nawigacji i położenia bezpośrednio zmniejsza błąd lokalizacji celu (TLE), szczególnie przy zwiększonych odległościach operacyjnych.
Rój dronów może wykorzystywać taktyczne sieci danych do wymiany informacji nawigacyjnych między platformami. Przyszłe architektury nawigacji opartej na współpracy mogą umożliwić bezzałogowym statkom powietrznym (UAV) o większej dokładności pozycjonowania wspieranie pobliskich systemów, pomagając w ten sposób zachować integralność formacji i ciągłość misji w warunkach pogorszonej nawigacji.
Systemy nawigacji inercyjnej dla dronów są coraz częściej opracowywane w ramach szerszych, odpornych architektur PNT, łączących autonomię pokładową, alternatywne źródła odniesienia oraz zaawansowane techniki przetwarzania danych.
Wszystkie te osiągnięcia wspólnie kierują projektowanie systemów INS dla bezzałogowych statków powietrznych (UAV) w stronę wielowarstwowych architektur nawigacyjnych, które są w stanie zapewnić ciągłość misji w środowiskach o ograniczonej widoczności, o pogorszonych warunkach oraz pozbawionych dostępu do GPS.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.
