inertiaalinavigoinnissa

Inertiaalinavigointi (INS) estimoi paikan, nopeuden ja suunnan käyttämällä pelkästään inertiaalimittauksia. Järjestelmä koostuu inertiaalimittausyksiköstä (IMU), johon kuuluu kiihtyvyys- ja kulmataajuusanturit. Perusperiaate on, että mitatut kiihtyvyydet integroidaan ajan funktiona nopeudeksi ja edelleen paikaksi, ja kulmanopeudet integroidaan asennon muutoksiksi. Toiminta edellyttää alkuperäisen sijainnin ja nopeuden määrittämistä.

Järjestelmä voi olla strapdown-INS tai gimballed-INS. Strapdown mittaa liikkeen suoraan antureilta ja laskee koordinaatit ohjelmallisesti; gimbalointi käyttää pyörivää mekanismia asennon vakaamiseen. Nykyään strapdown-INS on yleisempää johtuen pienestä koostaan ja halvemmista kustannuksista, ja ne yhdistetään usein GNSS-viitteisiin tarkkuuden parantamiseksi.

Vääristymät ja drift syntyvät antureiden biasista, kalibrointivirheistä sekä kohinasta, mikä johtaa virheen kertymiseen. Driftin hallitsemiseksi INS yhdistetään ulkoisiin viitteisiin (esim. GNSS) ja käytetään estimointialgoritmeja kuten Kalman-suodatinta fuusiossa. Näin saavutetaan säännelty ja luotettava paikannus sekä nopea vaste tilanteisiin, joissa ulkoiset signaalit voivat katketa.

Sovelluksia ovat ilmailu, meriliikenne, avaruus sekä robotiikka ja autonomiset ajoneuvot. MEMS-pohjaiset INS:t ovat yleisiä kevyissä laitteissa, kuten älypuhelimissa ja monissa droneissa, kun taas tarkemmat järjestelmät voivat hyödyntää optisia tai lasertyhdisteisiä mittausmenetelmiä. INS toimii usein itsenäisesti, mutta sen vahvuus korostuu yhdessä GNSS:n tai muiden viitteiden kanssa.