Zaprezentuj swoje możliwości
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz GNSS/INS, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Dostawcy: GNSS/INS
Advanced Navigation
Zaawansowane inercyjne systemy nawigacyjne (INS) zapewniające niezawodną nawigację w trudnych warunkach operacyjnych
Platinum Partner
ANELLO Photonics
Najnowocześniejsze rozwiązania inercyjne do precyzyjnej nawigacji i pozycjonowania w środowiskach pozbawionych sygnału GPS
Platinum Partner
Aeron Systems
Zaawansowane rozwiązania nawigacyjne do zastosowań o znaczeniu krytycznym w sektorze obronnym i lotniczym
Gold Partner
LITEF
Wysokowydajne systemy czujników inercyjnych i nawigacji dla wojskowych pojazdów lądowych i sił lądowych
Silver Partner
GNSS/INS (systemy nawigacji inercyjnej wspomagane przez GNSS) do zastosowań wojskowych i obronnych
Rozwiązania oparte na globalnym systemie nawigacji satelitarnej i inercyjnym systemie nawigacyjnym (GNSS/INS) integrują sygnały satelitarne z czujnikami inercyjnymi, umożliwiając precyzyjną, ciągłą nawigację. Systemy te mają kluczowe znaczenie w nowoczesnych zastosowaniach obronnych, gdzie wymagane jest niezawodne pozycjonowanie, nawigacja i pomiar czasu (PNT) pomimo zakłóceń elektronicznych lub braku dostępu do GPS. Łącząc zewnętrzne dane GNSS z wewnętrznymi danymi z inercyjnego modułu pomiarowego (IMU) , zapewniają one nieprzerwaną zdolność operacyjną systemów lądowych, powietrznych, morskich i kosmicznych.
Czym są systemy GNSS/INS?
Systemy Land Navigator firmy LITEF
Systemy GNSS/INS (systemy nawigacji inercyjnej wspomagane przez GNSS) łączą w sobie dwie technologie: GNSS (takie jak GPS, Galileo lub GLONASS) oraz system nawigacji inercyjnej (INS) oparty na akcelerometrach, żyroskopach i magnetometrach. System GNSS dostarcza dane dotyczące pozycji bezwzględnej, natomiast system INS dostarcza dane dotyczące ruchu względnego niezależnie od sygnałów zewnętrznych. Dzięki zintegrowaniu za pomocą zaawansowanych algorytmów filtrujących, takich jak filtry Kalmana, oba systemy wzajemnie się uzupełniają, zapewniając nawigację o wysokiej dokładności.
W sytuacjach, gdy sygnały GNSS są zakłócane lub fałszowane, system INS utrzymuje dokładne obliczenia pozycji na podstawie ruchu (dead-reckoning) przy użyciu czujników wewnętrznych. Z kolei system GNSS koryguje błędy dryftu charakterystyczne dla systemów inercyjnych, zapewniając długoterminową dokładność.
Zastosowania i przykłady wykorzystania systemów GNSS/INS w sektorze obronnym
Systemy GNSS/INS stanowią podstawowe rozwiązania nawigacyjne w różnych sektorach obronnych:
- Nawigacja lotnicza: Samoloty myśliwskie i transportowe wykorzystują systemy GNSS/INS do stabilnego, odpornego na zakłócenia sterowania lotem oraz planowania misji.
- Naprowadzanie dronów i bezzałogowych statków powietrznych (UAV): Autonomiczne drony wykorzystują systemy GNSS/INS do nawigacji po punktach trasy, śledzenia celów oraz misji ISR (wywiad, nadzór i rozpoznanie).
- Nawigacja statków: Platformy morskie wykorzystują systemy GNSS/INS do nawigacji w spornych regionach morskich oraz utrzymania kursu w warunkach braku dostępu do GNSS.
- Naprowadzanie pocisków: Broń do precyzyjnych uderzeń wykorzystuje ściśle zintegrowane systemy GNSS/INS w celu utrzymania trajektorii lotu i korygowania odchyleń w trakcie lotu.
- Autonomiczne pojazdy podwodne (AUV): Systemy podwodne opierają się na INS, gdy GNSS jest niedostępny pod wodą, przełączając się na GNSS po wynurzeniu.
- Pojazdy naziemne: Załogowe i bezzałogowe pojazdy naziemne wykorzystują systemy inercyjne wspomagane przez GNSS do nawigacji w terenie i określania pozycji podczas operacji.
Zastosowania te wymagają wysokiej niezawodności i odporności, szczególnie w trudnych warunkach, w których występują zakłócenia elektromagnetyczne, zagłuszanie lub ograniczona dostępność GPS, gdzie technologie geolokalizacyjne muszą zapewniać ciągłe możliwości pozycjonowania i nawigacji.
Rodzaje i architektury systemów GNSS/INS
Architektury GNSS/INS różnią się stopniem sprzężenia, co wpływa na ich szybkość reakcji i odporność:
- Systemy luźno sprzężone: GNSS i INS przetwarzają dane oddzielnie i łączą je na etapie generowania wyników nawigacyjnych. Nadają się do operacji o znaczeniu niekrytycznym, przy wyraźnej dostępności sygnału.
- Systemy ściśle sprzężone: Surowe pomiary GNSS są integrowane bezpośrednio z danymi z czujników inercyjnych. Zapewnia to większą dokładność i szybsze ponowne namierzenie sygnału w przypadku zakłóceń.
- Systemy głęboko sprzężone lub ultraściśle sprzężone: Odbiornik GNSS i INS współpracują na poziomie śledzenia sygnału. Architektura ta zwiększa odporność na zakłócenia i jest preferowana w środowiskach o wysokim stopniu zagrożenia.
Systemy GNSS/INS można również klasyfikować według klasy czujników, w tym taktyczne systemy MEMS INS, systemy nawigacyjne dla statków powietrznych oraz platformy strategiczne do zastosowań kosmicznych lub balistycznych.
Kluczowe komponenty systemów GNSS/INS
Wydajność systemów GNSS/INS zależy od jakości i integracji kilku komponentów:
- Odbiorniki GNSS: Dostarczają bezwzględną pozycję i czas z wielu konstelacji satelitów.
- Inercyjne jednostki pomiarowe (IMU): Obejmują akcelerometry, żyroskopy, a czasami magnetometry do pomiaru prędkości, orientacji i prędkości kątowych.
- Filtry Kalmana: Algorytmy cyfrowe, które łączą dane GNSS i inercyjne, jednocześnie ograniczając zakłócenia i dryft.
- Moduły przeciwzakłóceniowe: mają kluczowe znaczenie dla odporności na polu walki na działania wojsk elektronicznych.
- Komputery nawigacyjne: Wykonują przetwarzanie i sterowanie na pokładzie w ramach wbudowanych funkcji nawigacyjnych.
Każdy komponent musi spełniać wojskowe normy niezawodności i odporności środowiskowej wymagane do zastosowań obronnych.
Porównania: GNSS vs INS vs GNSS/INS
| System | Zalety | Wady | Przykłady zastosowań |
|---|---|---|---|
| Tylko GNSS | Wysoka długoterminowa dokładność | Podatność na zakłócenia/fałszowanie sygnału | Środowiska otwarte, o niskim poziomie zagrożenia |
| Tylko INS | Odporny na zakłócenia zewnętrzne | Odchylenia w czasie | Brak dostępu do GNSS lub użytkowanie krótkotrwałe |
| GNSS/INS | Ciągłe, odporne, dokładne | Bardziej złożone i kosztowne | Nawigacja obronna we wszystkich domenach |
Systemy GNSS/INS oferują najlepsze cechy obu rozwiązań, zapewniając ciągłą nawigację podczas przerw w sygnale oraz poprawę dokładności w miarę upływu czasu.
Standardy obronne i integracja
Wzmocniony podwójny system GNSS/INS VN-300 firmy VectorNav
Systemy GNSS/INS stosowane w kontekście obronnym podlegają rygorystycznym normom, w tym:
- MIL-STD-810: Wymagania inżynierii środowiskowej dotyczące sprzętu wojskowego.
- MIL-STD-461: Wymagania dotyczące zakłóceń elektromagnetycznych.
- STANAG 4586: Standardowe interfejsy dla systemów sterowania bezzałogowymi statkami powietrznymi (UAV).
- Zgodność z SAASM i M-Code: W celu zapewnienia bezpiecznego dostępu wojskowego do GPS.
Wymogiem projektowym dla wielu platform GNSS/INS jest również interoperacyjność z taktycznymi łączami danych, systemami dowodzenia oraz infrastrukturą nawigacyjną.
Rozwijające się możliwości i technologie
Najnowsze trendy w zakresie GNSS/INS dla sektora obronnego obejmują:
- Zminiaturyzowane systemy INS oparte na technologii MEMS: przeznaczone do kompaktowych bezzałogowych statków powietrznych (UAV) oraz amunicji krążącej.
- Algorytmy nawigacyjne wspomagane sztuczną inteligencją: Poprawa wykrywania usterek i korekcji błędów.
- Hybrydowe systemy nawigacyjne: Integracja wizji, LiDAR oraz dopasowywania terenu z GNSS/INS.
- Narzędzia zapewniające odporność PNT: Zapewnienie ciągłości działania w trudnych warunkach.
Przyszłe systemy będą koncentrować się na modułowości, optymalizacji parametrów SWaP-C (rozmiar, waga, moc i koszt) oraz autonomii wspomaganej sztuczną inteligencją, rozszerzając funkcjonalność GNSS/INS w wojskowości opartej na sieciach.
