精密な位置付けと運動追跡の 急速な変化の中でMEMS慣性ナビゲーションシステム (MEMS INS)GPSは,長期間にわたって屋外での利用を支配してきたが,グローバルポジショニングの利用事例は,,MEMS INSは,GPS信号が故障したり,信頼性が低下したりする環境のための重要な独立した補完的なソリューションとして登場しました.航空宇宙における産業関係者防衛,無人機 (UAV),自動運転車,海上運用,技術的な差異を理解し,パフォーマンス基準安定したシステムを作るために不可欠です.この記事では,両方の技術の基本的な技術的なメカニズム,主要な利点,限界,そして実用的な展開戦略について詳しく説明します.難易度や動的な運用条件において,ナビゲーション性能を最適化することに重点を置く.
MEMS INSは微小電気機械システム (MEMS)ジェイロスコップ,加速計,しばしば磁気計を含むセンサーは,外部信号に依存せずにリアルタイムで位置,速度,姿勢 (方向性) を計算します.死んだ計算の原則で動作するシステムでは,直線加速と角回転を継続的に測定し,このデータを時間とともに統合して固定された出発点との関係で動きを追跡します.パシブ技術MEMS INSは,衛星接続,無線信号,または外部インフラストラクチャの機能を必要とせず,本質的に自律的である.
現代の高精度MEMS INSモジュールは 進化したセンサー融合アルゴリズムを活用し 漂流を最小限に抑え (慣性システムの自然な制限) 長期間にわたって精度を維持します産業用・戦術用モデルで,ミッションクリティカルなアプリケーションで例外的な安定性を保証する古い機械慣性システムとは異なり,MEMSベースのソリューションはコンパクトで,低電力で,半導体型マイクロ製造製造のおかげでコスト効率が良い.
GPSは,米宇宙軍によって運用されている衛星ベースの無線ナビゲーションシステムです.軌道上の衛星のネットワークで構成され,正確なタイミングと位置データを地上受信機に送信するGPS受信機は,少なくとも4つの衛星からの信号を三角化して,距離を決定するために信号の移動時間を利用して,地理的位置 (緯度,経度,高度) を計算します.GPSは絶対的な空の視線がはっきりしている環境でも 一貫した精度で グローバルポジショニングができますが 信号が遮断された地域では 性能がひどく低下します
|
性能メトリック
|
MEMS INS
|
GPS
|
|---|---|---|
|
信号依存性
|
独立して,外部信号を必要としない.完全に自律的な.
|
衛星信号 に 頼り,空 の 視線 を 明確 に する
|
|
環境 の 制限
|
GPS 禁止区域:屋内,地下,密集した都市渓谷,森林,水中,混雑した戦場環境
|
信号が遮断されたエリアで故障し,妨害,偽造,大気干渉に易い
|
|
精度 の 特質
|
短期間の高精度;長時間間の軽微な位置偏移 (センサ融合によって修正可能)
|
一貫した絶対位置精度;漂流はないが,信号の遅延と断絶の問題
|
|
サイズとパワー
|
超 コンパクト で 軽く 電力 消費 が 少なく,携帯 や 電池 で 動く デバイス に 適し
|
受信機モジュールは小さいが,連続的な信号処理を必要とする.高性能モードではより高い消費電力
|
|
耐久 性 と 堅固 性
|
固体設計,衝撃/振動耐性; 厳しい産業環境や戦場耐性
|
受信器のハードウェアは頑丈だが,信号の信頼性は環境や敵対的な干渉に脆弱である
|
|
スタートアップと対応
|
即座に起動し,温める時間がない.リアルタイムで動きを追跡し,姿勢制御
|
衛星の取得時間が求められる.弱信号領域では応答が遅い.
|
MEMS INS 制限:MEMS INS の主な欠点は固有の位置漂移高精度な工業用および戦術用MEMS INSは この偏移を大幅に最小限に抑えるが定期的な校正や信号増強なしでは 絶対位置精度を無限に維持できない.
GPSの制限:GPSは,GPSが利用できない環境では全く効果がないし,防衛およびセキュリティアプリケーションにおける故意の妨害や偽造に非常に脆弱である.また,正確な姿勢 (向き) のデータも提供できません.位置座標のみで,UAV飛行安定化や自動運転車両ナビゲーションなどの動的運動制御作業には不十分です.
最も効果的な現代のナビゲーションシステムはMEMS INS と GPSセンサー・フュージョンにより 両方の技術の強みを活用して 個々の限界をなくします GPSはMEMS INS漂流を正す絶対位置校正を提供しますMEMS INS は,GPS 信号の切断時にシームレスなナビゲーションを維持します.このハイブリッドセットアップは UAV,自動運転車,軍用航空機,船舶,航空宇宙システム,あらゆる運用条件で 卓越した信頼性と精度を 提供しています
MEMS INSとGPSは競合するナビゲーション技術ではなく,独自の位置付け課題に対処するために設計された補完的なツールです.MEMS INSは自律的なGPS 拒否された高振動,そして敵対的な環境で信頼性の高いナビゲーション. 任務の重要なアプリケーションで,中断なく,高精度なナビゲーションを必要とするMEMS INS と GPS を統合するのが ゴールドスタンダードです防衛,航空宇宙,自律的な産業において 柔軟なナビゲーションシステムの需要が増加するにつれてMEMS INS は,GPS だけで残されたパフォーマンスギャップを埋める上で重要な役割を果たし続けます..
精密な位置付けと運動追跡の 急速な変化の中でMEMS慣性ナビゲーションシステム (MEMS INS)GPSは,長期間にわたって屋外での利用を支配してきたが,グローバルポジショニングの利用事例は,,MEMS INSは,GPS信号が故障したり,信頼性が低下したりする環境のための重要な独立した補完的なソリューションとして登場しました.航空宇宙における産業関係者防衛,無人機 (UAV),自動運転車,海上運用,技術的な差異を理解し,パフォーマンス基準安定したシステムを作るために不可欠です.この記事では,両方の技術の基本的な技術的なメカニズム,主要な利点,限界,そして実用的な展開戦略について詳しく説明します.難易度や動的な運用条件において,ナビゲーション性能を最適化することに重点を置く.
MEMS INSは微小電気機械システム (MEMS)ジェイロスコップ,加速計,しばしば磁気計を含むセンサーは,外部信号に依存せずにリアルタイムで位置,速度,姿勢 (方向性) を計算します.死んだ計算の原則で動作するシステムでは,直線加速と角回転を継続的に測定し,このデータを時間とともに統合して固定された出発点との関係で動きを追跡します.パシブ技術MEMS INSは,衛星接続,無線信号,または外部インフラストラクチャの機能を必要とせず,本質的に自律的である.
現代の高精度MEMS INSモジュールは 進化したセンサー融合アルゴリズムを活用し 漂流を最小限に抑え (慣性システムの自然な制限) 長期間にわたって精度を維持します産業用・戦術用モデルで,ミッションクリティカルなアプリケーションで例外的な安定性を保証する古い機械慣性システムとは異なり,MEMSベースのソリューションはコンパクトで,低電力で,半導体型マイクロ製造製造のおかげでコスト効率が良い.
GPSは,米宇宙軍によって運用されている衛星ベースの無線ナビゲーションシステムです.軌道上の衛星のネットワークで構成され,正確なタイミングと位置データを地上受信機に送信するGPS受信機は,少なくとも4つの衛星からの信号を三角化して,距離を決定するために信号の移動時間を利用して,地理的位置 (緯度,経度,高度) を計算します.GPSは絶対的な空の視線がはっきりしている環境でも 一貫した精度で グローバルポジショニングができますが 信号が遮断された地域では 性能がひどく低下します
|
性能メトリック
|
MEMS INS
|
GPS
|
|---|---|---|
|
信号依存性
|
独立して,外部信号を必要としない.完全に自律的な.
|
衛星信号 に 頼り,空 の 視線 を 明確 に する
|
|
環境 の 制限
|
GPS 禁止区域:屋内,地下,密集した都市渓谷,森林,水中,混雑した戦場環境
|
信号が遮断されたエリアで故障し,妨害,偽造,大気干渉に易い
|
|
精度 の 特質
|
短期間の高精度;長時間間の軽微な位置偏移 (センサ融合によって修正可能)
|
一貫した絶対位置精度;漂流はないが,信号の遅延と断絶の問題
|
|
サイズとパワー
|
超 コンパクト で 軽く 電力 消費 が 少なく,携帯 や 電池 で 動く デバイス に 適し
|
受信機モジュールは小さいが,連続的な信号処理を必要とする.高性能モードではより高い消費電力
|
|
耐久 性 と 堅固 性
|
固体設計,衝撃/振動耐性; 厳しい産業環境や戦場耐性
|
受信器のハードウェアは頑丈だが,信号の信頼性は環境や敵対的な干渉に脆弱である
|
|
スタートアップと対応
|
即座に起動し,温める時間がない.リアルタイムで動きを追跡し,姿勢制御
|
衛星の取得時間が求められる.弱信号領域では応答が遅い.
|
MEMS INS 制限:MEMS INS の主な欠点は固有の位置漂移高精度な工業用および戦術用MEMS INSは この偏移を大幅に最小限に抑えるが定期的な校正や信号増強なしでは 絶対位置精度を無限に維持できない.
GPSの制限:GPSは,GPSが利用できない環境では全く効果がないし,防衛およびセキュリティアプリケーションにおける故意の妨害や偽造に非常に脆弱である.また,正確な姿勢 (向き) のデータも提供できません.位置座標のみで,UAV飛行安定化や自動運転車両ナビゲーションなどの動的運動制御作業には不十分です.
最も効果的な現代のナビゲーションシステムはMEMS INS と GPSセンサー・フュージョンにより 両方の技術の強みを活用して 個々の限界をなくします GPSはMEMS INS漂流を正す絶対位置校正を提供しますMEMS INS は,GPS 信号の切断時にシームレスなナビゲーションを維持します.このハイブリッドセットアップは UAV,自動運転車,軍用航空機,船舶,航空宇宙システム,あらゆる運用条件で 卓越した信頼性と精度を 提供しています
MEMS INSとGPSは競合するナビゲーション技術ではなく,独自の位置付け課題に対処するために設計された補完的なツールです.MEMS INSは自律的なGPS 拒否された高振動,そして敵対的な環境で信頼性の高いナビゲーション. 任務の重要なアプリケーションで,中断なく,高精度なナビゲーションを必要とするMEMS INS と GPS を統合するのが ゴールドスタンダードです防衛,航空宇宙,自律的な産業において 柔軟なナビゲーションシステムの需要が増加するにつれてMEMS INS は,GPS だけで残されたパフォーマンスギャップを埋める上で重要な役割を果たし続けます..
