Inertianavigointijärjestelmät

Inertianavigointijärjestelmät, lyhennettynä INS, ovat autonomisia navigointijärjestelmiä, jotka eivät tarvitse ulkoisia viitteitä toimiakseen. Ne perustuvat liiketunnistimien, kuten kiihtyvyysantureiden ja gyroskooppien, mittauksiin. Nämä anturit mittaavat aluksen lineaarista kiihtyvyyttä ja kulmanopeutta kolmessa ulottuvuudessa. Järjestelmän sisäinen tietokone integroi nämä mittaukset ajan funktiona laskeakseen aluksen asennon, nopeuden ja sijainnin.

INS-järjestelmän ydintä ovat inertiayksiköt (IMU), jotka sisältävät kiihtyvyysanturit ja gyroskoopit. Kiihtyvyysanturit mittaavat lineaarista kiihtyvyyttä ja gyroskoopit mittaavat kulmanopeutta. Nämä tiedot syötetään tietokoneeseen, joka laskee jatkuvasti aluksen liikeparametrit. Ensimmäisestä tunnetusta sijainnista ja nopeudesta alkaen järjestelmä kykenee arvioimaan aluksen nykyisen tilan ilman GPS:n tai muiden ulkoisten signaalien apua.

Vaikka INS-järjestelmät ovat itsenäisiä, niille on ominaista ajan myötä kasautuva virhe, jota kutsutaan ajelehtimiseksi. Tämä johtuu antureiden epätäydellisyyksistä ja mittauskohinasta. Virheen korjaamiseksi INS-järjestelmät yhdistetään usein ulkoisiin navigointijärjestelmiin, kuten GPS:ään tai GLONASSIin. Tällöin yhdistelmää kutsutaan hybridijärjestelmäksi, jossa ulkoiset järjestelmät korjaavat INS:n ajelehtimista ja INS tarjoaa jatkuvaa ja tarkkaa tietoa lyhyillä ulkoisten signaalien puuttumisjaksoilla.

INS-järjestelmiä käytetään laajasti ilmailussa, merenkulussa, avaruusaluksissa ja ohjuksissa. Ne soveltuvat erityisen hyvin ympäristöihin, joissa ulkoiset signaalit ovat epäluotettavia tai puuttuvat kokonaan, kuten sukellusveneissä tai tunneleissa. Niiden kyky tarjota korkeataajuista ja tarkkaa liiketietoa tekee niistä korvaamattomia monissa edistyneissä sovelluksissa.