¿Qué es un sistema de navegación inercial? ¿Como funciona?

En esta pregunta , la respuesta señala que algunos sistemas ADS-B están conectados a sistemas de navegación inercial (INS) y dice que son menos precisos que el GPS. ¿Qué es exactamente un INS?

Un par de preguntas secundarias:

  • ¿Por qué es menos preciso?
  • La otra publicación menciona que tienden a desarrollar sesgos a medida que envejecen, ¿por qué?
  • ¿Están siendo eliminados? ¿O se usan como respaldo?
¿Leíste esto? en.wikipedia.org/wiki/Inertial_navigation_system Lo que es un INS no es realmente algo para SE.
@AsheeshR - lol, "bienvenido a Internet, Jay", ¿eh? No, me olvidé de Wikipedia en mi carrera loca para publicar una pregunta. El artículo responde bastante bien a los primeros puntos, pero no al último. Además, me gustaría escuchar una respuesta de un experto en aviación. De todos modos, gracias por el enlace, eso me ayudó bastante a entender.
INS es simplemente raro. Sabe dónde está sabiendo dónde empezó y dónde no está ahora.

Respuestas (2)

Los sistemas de navegación inercial, a diferencia de otros sistemas de navegación, no dependen de mediciones externas (radio). En cambio, un INS realiza un seguimiento de su posición midiendo con precisión la aceleración (acelerómetros) y la rotación (giroscopios). Por lo tanto, funciona en áreas remotas donde no hay ayudas para la navegación terrestres disponibles.

Inicialmente, el INS obtiene su posición de la entrada del piloto en la puerta o, en sistemas más recientes, del GPS, a veces incluso durante el vuelo. Al medir todas las aceleraciones y rotaciones e integrarlas en velocidad y dirección, se rastrea la posición. Al hacer esto, el INS tiene que corregir la rotación de la tierra y la fuerza de Coriolis relacionada.

Debido a pequeñas imprecisiones en las mediciones, el error de velocidad y, con ello, los errores de posición aumentan con el tiempo.

Wikipedia tiene un artículo bastante detallado sobre la historia y el funcionamiento del INS.

Si bien la posición INS sin procesar se ha reemplazado principalmente por mediciones de GPS en vuelos oceánicos, el sistema no se está eliminando gradualmente. El GPS es un sistema sensible y al cotejarlo con el INS, se pueden detectar errores en ambos sistemas. A menudo se utiliza como respaldo del GPS.

Los sistemas GPS / INS integrados brindan una mejor integridad de los sistemas y permiten que el sistema de navegación fluya a través de breves cortes de GPS con alta precisión. Además de eso, los giroscopios (láser) del INS a menudo se utilizan para proporcionar datos a las pantallas de horizonte artificial digital en la cabina y a los sistemas de vuelo automático. En este caso se utiliza el término Unidad de Referencia Inercial (IRU), que actúa como base para el INS.

Si bien no preguntó esto, ¿cuál es la diferencia entre un INS y un IRS? Escucho los términos usados ​​casi indistintamente.
@Lnafziger El INS es el término utilizado para los sistemas tradicionales basados ​​en giroscopios cardán diseñados específicamente para la navegación. IRS es el término utilizado para los sistemas modernos basados ​​en giroscopios láser. El IRS en el corazón de la Unidad de referencia inercial que hace lo mismo que el INS pero también proporciona datos al horizonte artificial y a los sistemas de vuelo automático. En los aviones Airbus y Boeing, ahora está integrado con Air Data Computer y se llama ADIRU.

El sistema de navegación inercial utiliza el movimiento de un avión detectado por acelerómetros y giroscopios a bordo para encontrar a dónde se dirige sin utilizar puntos de referencia externos.

Un avión tiene un cierto rumbo y velocidad conocidos, cuando el avión gira, choca con el viento en contra,... los acelerómetros y giroscopios detectarán el cambio en el movimiento y la orientación y se actualizarán en consecuencia. Esto significa que la precisión inicial depende de la precisión de la velocidad de la posición inicial y el rumbo cuando se inicializa el INS. Los acelerómetros y giroscopios tienen una granularidad/precisión limitada y extrapolar su posición a partir de cambios de ángulo relativos agravará enormemente un error anterior.

Por ejemplo, si el sistema está apagado por 1 grado en un giro, luego de 500 millas estará apagado por (500* crd (1°)=500*2*sin(0.5°)=) 8.7 millas suponiendo que toda la demás información sea correcta . (este ejemplo no es completamente correcto ya que los giroscopios miden la velocidad de giro en lugar del ángulo real girado)

El INS se utiliza principalmente como fuente complementaria de datos de navegación y como respaldo cuando otras fuentes no están disponibles.