GPSINSohjaus

GPSINSohjaus on integroidun navigointi- ja ohjausjärjestelmän käsite, jossa Global Positioning Systemin (GPS) ja inertiaalisen navigaation järjestelmän (INS) tiedot yhdistetään. GPS tuottaa paikan ja nopeuden pitkällä aikavälillä, kun taas INS tarjoaa korkeataajuuksisen tilan, asennon sekä reaaliaikaisen liikkeen seurannan myös silloin, kun GPS-signaali on rajoitettua tai katkeaa. Yhdistelmä parantaa sekä mittausten tarkkuutta että luotettavuutta, ja se soveltuu sekä ajoneuvojen että järjestelmien ohjaukseen.

Järjestelmä koostuu GPS-vastaanottimesta, inertiaalivaaitimesta eli IMU:sta (kiihtyvyys- ja kulmakiihtyvyysmittaus), navigaatiokoneesta sekä ohjelmistosta, joka suorittaa sensorisuodatuksen. Yleisesti käytetään Kalman-suodatusta tiedon fusioniin, jolloin INS:n driftin korjataan GPS:n antamien paikkatietojen avulla. Integraatio voidaan toteuttaa tiukasti (tiukka integraatio) tai löyhästi (löyhä integraatio) sovelluksesta riippuen. Lisäksi järjestelmä voi olla strapdown-tyyppinen tai mekaanisesti tuettu, mikä vaikuttaa suunnitteluun ja tarkkuuteen.

Käyttökohteita ovat ilmailu- ja avaruusalojen ohjaus, merenkulkuvälineet sekä maantieliikenteen ja autonomisten sekä miehittämättömien ajoneuvojen navigointi. GPSINSohjauksen etuja ovat korkea päivitysnopeus, parempi suorituskyky GNSS-häiriöissä sekä kyky toimia GNSS-denied-ympäristöissä tietyin rajoituksin. Haasteita ovat signaalin vääristymät ja katkokset, INS:n drift ja järjestelmän kalibrointi sekä kustannukset.