การนำทางเฉื่อยในการใช้งานระบบป้องกันประเทศ

ระบบป้องกันสมัยใหม่ต้องการเทคโนโลยีการนำทางที่มีความน่าเชื่อถือสูง ซึ่งสามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายและมีการแข่งขัน ระบบนำทางผ่านดาวเทียมแบบดั้งเดิม เช่น GPS อาจมีความเสี่ยงต่อการถูกรบกวน การปลอมแปลง หรือการปิดกั้นสัญญาณระหว่างปฏิบัติการทางทหาร

เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ระบบนำทางเฉื่อย (INS)ได้กลายเป็นเทคโนโลยีหลักในแพลตฟอร์มการป้องกัน โดยใช้เซ็นเซอร์เฉื่อยบนเครื่อง เช่น ไจโรสโคปและมาตรวัดความเร่ง INS สามารถกำหนดตำแหน่ง ความเร็ว และทิศทางได้โดยไม่ต้องพึ่งพาสัญญาณภายนอก

ปัจจุบัน การนำทางเฉื่อยถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในขีปนาวุธ ยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ (UAV) เรือดำน้ำ ยานพาหนะหุ้มเกราะ และแพลตฟอร์มทางทหารอื่นๆ อีกมากมาย

ระบบนำทางเฉื่อย (INS)เป็นโซลูชันการนำทางแบบสแตนด์อโลนที่คำนวณตำแหน่งและทิศทางของยานพาหนะโดยอาศัยการวัดจากเซ็นเซอร์เฉื่อยINS ทั่วไปประกอบด้วย:

ไจโรสโคป

• – วัดความเร็วเชิงมุมมาตรวัดความเร่ง

• – วัดความเร่งเชิงเส้นหน่วยประมวลผลการนำทาง

• – คำนวณตำแหน่งและความเร็วโดยการรวมข้อมูลการเร่งและความเร็วในการหมุนตามช่วงเวลา ระบบจะกำหนดการเคลื่อนที่ของแพลตฟอร์มอย่างต่อเนื่อง

แตกต่างจากการนำทางผ่านดาวเทียม INS ทำงาน

โดยไม่ขึ้นกับสัญญาณภายนอกทำให้มีความน่าเชื่อถือสูงในสภาพแวดล้อมทางทหารเหตุใดการนำทางเฉื่อยจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบป้องกัน

สภาพแวดล้อมที่ GPS ถูกปฏิเสธหรือมีการแข่งขันกับ GPSฝ่ายตรงข้ามอาจใช้ระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์เพื่อรบกวนสัญญาณดาวเทียมในสถานการณ์เหล่านี้ การนำทางเฉื่อยมีข้อได้เปรียบหลายประการ:

1. ความเป็นอิสระจากสัญญาณภายนอก

2. ความน่าเชื่อถือสูง

การสั่นสะเทือนสูง

• อุณหภูมิสุดขั้ว

• ความเร่งสูง

• 3. ความทนทานต่อสงครามอิเล็กทรอนิกส์

4. การนำทางอย่างต่อเนื่อง

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ระบบนำทางเฉื่อยจึงกลายเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นของเทคโนโลยีทางทหารสมัยใหม่

การใช้งานระบบนำทางเฉื่อยที่สำคัญในระบบป้องกัน

การนำวิถีขีปนาวุธINS ช่วยให้ขีปนาวุธสามารถ:การกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำระหว่างปฏิบัติการล่องหน

รักษาการควบคุมการบินที่เสถียร

• เข้าถึงเป้าหมายได้แม้ว่า GPS จะไม่พร้อมใช้งาน

• เซ็นเซอร์เฉื่อยที่มีความแม่นยำสูง เช่น

• ไจโรสโคปใยแก้วนำแสง (FOG)

มักใช้ในระบบนำวิถีขีปนาวุธขั้นสูงการนำทางและควบคุม UAVยานพาหนะทางอากาศไร้คนขับ (UAV) พึ่งพาการนำทางเฉื่อยอย่างมากเพื่อรักษาเสถียรภาพและความแม่นยำในการนำทาง

การรักษาเสถียรภาพทัศนคติแบบเรียลไทม์

ความสามารถในการนำทางอัตโนมัติ

• การควบคุมการบินในพื้นที่ที่ GPS ถูกปฏิเสธ

• โดรนทางทหารมักรวม

• INS กับ GNSS

เพื่อสร้างโซลูชันการนำทางที่แข็งแกร่งINS ให้ความแม่นยำระยะสั้นและอัตราการอัปเดตสูงเรือดำน้ำปฏิบัติการใต้น้ำซึ่งสัญญาณ GPS ไม่สามารถเข้าถึงได้ ด้วยเหตุนี้

ระบบ INS เรือดำน้ำระดับสูงให้:การนำทางระยะยาวโดยไม่มีการอ้างอิงภายนอกการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำระหว่างปฏิบัติการล่องหน

การนำทางที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมทะเลลึก

• INS เรือดำน้ำมักใช้ไจโรสโคปที่มีความแม่นยำสูงมากเพื่อลดการลอยตัวในช่วงเวลานาน

• การนำทางยานพาหนะหุ้มเกราะ

• ยานพาหนะทางทหารภาคพื้นดิน เช่น รถถังและรถลำเลียงพลหุ้มเกราะก็ใช้ระบบนำทางเฉื่อยเช่นกัน

INS ช่วยแพลตฟอร์มเหล่านี้โดยการให้:

การกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำในสภาพแวดล้อมในเมือง

การบูรณาการกับระบบบริหารจัดการสนามรบ

• สิ่งนี้ช่วยเพิ่มการรับรู้สถานการณ์และประสิทธิภาพการปฏิบัติการระหว่างภารกิจทางทหาร

• ประเภทของเซ็นเซอร์เฉื่อยที่ใช้ในระบบป้องกัน

• เซ็นเซอร์เฉื่อยหลายประเภทมักใช้ในระบบนำทางทางทหาร

เซ็นเซอร์เฉื่อย MEMS

ไจโรสโคปใยแก้วนำแสง (FOG)

ไจโรสโคปเลเซอร์วงแหวน (RLG)

เซ็นเซอร์แต่ละประเภทให้ระดับประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน

แม้ว่า INS จะทำงานอย่างอิสระ แต่ระบบป้องกันหลายระบบก็รวม

INS กับ GNSS

แนวทางแบบบูรณาการนี้มีประโยชน์หลายประการ:INS ให้ความแม่นยำระยะสั้นและอัตราการอัปเดตสูงGPS แก้ไขข้อผิดพลาดการลอยตัวระยะยาว

ระบบที่รวมกันทำให้มั่นใจได้ถึงการนำทางที่เชื่อถือได้ในทุกสภาวะ

• การบูรณาการ INS/GNSS ได้กลายเป็นสถาปัตยกรรมมาตรฐานในระบบนำทางป้องกันสมัยใหม่หลายระบบ

• แนวโน้มในอนาคตของการนำทางเฉื่อยทางทหาร

• ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของระบบอัตโนมัติและแพลตฟอร์มอาวุธขั้นสูง ความต้องการระบบนำทางเฉื่อยประสิทธิภาพสูงยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง

แนวโน้มสำคัญหลายประการกำลังกำหนดอนาคตของเทคโนโลยีการนำทางทางการทหาร:

ระบบนำทางขนาดเล็กสำหรับโดรนและหุ่นยนต์

อัลกอริทึมการรวมเซ็นเซอร์ที่ได้รับการปรับปรุง

• การบูรณาการกับปัญญาประดิษฐ์และระบบอัตโนมัติ

• นวัตกรรมเหล่านี้จะช่วยเพิ่มขีดความสามารถของแพลตฟอร์มการป้องกันที่ปฏิบัติการในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน

• บทสรุป

• ระบบนำทางเฉื่อยมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีการป้องกันสมัยใหม่ ตั้งแต่การนำวิถีขีปนาวุธและการนำทาง UAV ไปจนถึงการปฏิบัติการเรือดำน้ำและการกำหนดตำแหน่งยานพาหนะหุ้มเกราะ INS ให้การนำทางที่เชื่อถือได้และแม่นยำโดยไม่ต้องพึ่งพาสัญญาณภายนอก

เมื่อแพลตฟอร์มทางทหารมีความเป็นอัตโนมัติมากขึ้นและภัยคุกคามจากสงครามอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้น ความสำคัญของ

จะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

คาดว่าเซ็นเซอร์เฉื่อยขั้นสูง เช่น ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงและ IMU ประสิทธิภาพสูง จะยังคงเป็นเทคโนโลยีหลักที่สนับสนุนโซลูชันการนำทางทางการทหารรุ่นต่อไป