Inertsiaalne navigatsioonisüsteem

Inertsiaalne navigatsioonisüsteem (INS) on navigatsioonivahend, mis kasutab arvutit, liikumisandureid (kiirendusmõõtureid) ja pöörlemisandureid (güroskoope), et pidevalt jälgida sõiduki, näiteks lennuki või laeva asukohta, orientatsiooni ja kiirust, ilma, et oleks vaja väliseid viiteid või signaale. Muud seadmed, mis on seotud inertsiaalse navigatsiooniga, on näiteks inertsiaalne juhtimissüsteem ja inertsiaalne mõõteühik (IMU).

Inertsiaalne nagivatsioonisüsteem Apollo

Tööpõhimõte

INS ei suuda enda asukohta ise arvutada, seetõttu algne asukoht tuleb manuaalselt sisestada näiteks GPS abil või muul viisil. Kiirendusmõõturid mõõdavad sõiduki lineaarkiirendust kolmemõõtmeliselt, güroskoobid aga sõiduki nurkkiirust või pöörlemist ümber kolme telje. Arvuti töötleb saadud andmeid ja arvutab reaalajas välja sõiduki asukoha, kiiruse ja orientatsiooni ning uuendab kohe enda asukohta saadud andmete põhjal.

Inertsiaalne navigatsioonisüsteem Project SPIRE

Kasutusalad

INS-il on palju rakendusi, alates sõjalennukitest ja allveelaevadest kuni kommertslennukite ja kosmosesondideni (space probe). INS-i saab kombineerida ka muude navigatsioonivahenditega, nagu GPS või radar, et pakkuda veel täpsemaid navigeerimis- ja juhendamisvõimalusi. INS on oma arengu käigus toonud uuendusi navigeerimisse ja juhtimisse, võimaldades täpsust ja autonoomiat sõjalistes, kaubanduslikes ja kosmosega seotud rakendustes.

Täpsus

INS-i täpsus sõltub andurite kvaliteedist ja kalibreerimisest, samuti arvutialgoritmide stabiilsusest ja töökindlusest. Anduri müra, temperatuurimuutuste või mehaanilise vibratsiooni tõttu võib INS-is esineda vigu. Nende vigade minimeerimiseks tuleb INS-i perioodiliselt kalibreerida ja väliste viidete abil korrigeerida. Vanemad inertsiaalsed süsteemid (1970. ja 1980. aastate algus) võisid eksida kuni 2 nm/h. Kaasaegsetes inertsiaalsüsteemides on veamäär tavaliselt 0,6 nm/h.

Eelised

INS-i peamine eelis on see, et see on täielikult iseseisev ja sõltumatu välistest signaalidest. GPS ja raadiosignaale on võimalik segada ja summutada. INS võib töötada mistahes keskkonnas süvamerest avakosmoseni ning pakkuda täpset navigatsiooniteavet isegi piirkondades, kus välised viited ei ole kättesaadavad või usaldusväärsed. INS ei võta vastu ega kiirga tuvastatavat kiirgust ja ei vaja välist antenni, mis võiks olla leitav radari järgi.