Taktische Trägheitsmesseinheiten (IMUs) ermöglichen eine genaue und zuverlässige Navigation in komplexen Umgebungen ohne GPS-Empfang. Diese Sensoren sind für hohe Präzision und Robustheit in Land-, Luft-, See- und Weltraumanwendungen ausgelegt.
Lesen Sie den Technologieübersicht
Hochpräzise Inertialnavigation für Umgebungen, in denen kein GPS verfügbar ist
Lösungen für Steuerung, Navigation und Kontrolle (GNC) für Drohnen und UAVs
Wenn Sie entwerfen, bauen oder liefern Taktische IMU, Erstellen Sie ein Profil, um Ihre Kompetenzen zu präsentieren und mit Besuchern in Kontakt zu treten, die einen konkreten Bedarf an Ihren Lösungen haben.
Taktische Trägheitsmesseinheiten (IMUs) bieten zuverlässige Navigation und Bewegungsverfolgung in unbemannten Plattformen, in denen externe Signale wie GPS unzuverlässig oder nicht verfügbar sein können. Taktische IMUs wurden entwickelt, um ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Größe, Gewicht, Stromverbrauch und Kosten herzustellen, und schließen die Lücke zwischen Inertialsystemen für Verbraucher und Navigationssystemen. Diese Einheiten werden häufig in unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs), Drohnen und unbemannte Bodenfahrzeuge (UGVs), Unterwasserfahrzeugen (UUVs) und weltraumgestützten Plattformen integriert, um Autonomie, Stabilität und Kontrolle zu gewährleisten.
Im Gegensatz zu IMUs für Verbraucher oder kommerzielle Anwendungen zeichnen sich Modelle für taktische Anwendungen durch eine überlegene Laufstabilität, geringe Driftraten und einen hohen Dynamikbereich aus. Obwohl sie nicht so präzise sind wie IMUs für Navigationszwecke, die in strategischen oder nuklearen Anwendungen eingesetzt werden, verbessern taktische Einheiten die Genauigkeit und Umweltbeständigkeit erheblich. Aufgrund ihrer Leistungsspezifikationen eignen sich taktische IMUs für anspruchsvolle Szenarien wie ISR (Intelligence, Surveillance, Reconnaissance), Präzisionszielerfassung, mobile Kartierung, Roboternavigation und maritime Operationen.
Industrielle IMUs werden in der Regel in der Fabrikautomation, Lagerrobotik und in Allzweckmaschinen eingesetzt und bieten moderate Präzision zu geringeren Kosten. Sie sind für stabile Umgebungen optimiert, in denen eine hohe dynamische Leistung und extreme Haltbarkeit nicht entscheidend sind. Die Bias-Stabilität in IMUs der Industrieklasse liegt häufig zwischen 10 und 50°/h, wobei sie eine höhere Toleranz gegenüber Umgebungsgeräuschen aufweisen, wodurch sie sich für Aufgaben wie Geräteverfolgung, Orientierungssteuerung und Fahrzeugstabilisierung in kontrollierten Umgebungen eignen.
IMU-H100 von Inertial Labs.
Im Gegensatz dazu bieten taktische IMUs eine deutlich verbesserte Leistung. Mit einer Gyro-Bias-Stabilität im Bereich von 1 bis 10°/h, einer höheren Bandbreite und geringeren Rauschcharakteristiken eignen sie sich ideal für mobile, dynamische oder GPS-gestörte Umgebungen. Taktische IMUs sind so konstruiert, dass sie härteren Betriebsbedingungen wie Vibrationen, Temperaturgradienten und hohen Beschleunigungsraten standhalten und gleichzeitig eine hohe Datengenauigkeit gewährleisten. Sie werden häufig nach militärischen oder luftfahrttechnischen Standards gebaut, auch wenn sie nicht in rein militärischen Anwendungen eingesetzt werden.
Taktische IMUs sind eine Schlüsseltechnologie in unbemannten Systemen, in denen der GPS-Zugang nur zeitweise oder gar nicht verfügbar ist. Sie finden in den folgenden Bereichen breite Anwendung:
Taktische IMUs ermöglichen es Drohnen und UAVs, auch ohne GPS einen stabilen Flug aufrechtzuerhalten, autonome Missionen durchzuführen und zur Basis zurückzukehren. Sie unterstützen die Koppelnavigation, die Positionshaltung und die Wegpunktverfolgung, insbesondere in umkämpften Umgebungen oder bei Einsätzen in Innenräumen.
Hochpräzise Bewegungsdaten von taktischen IMUs verbessern die Fotogrammetrie, LiDAR-Kartierung und 3D-Geländemodellierung. Die Fähigkeit, die Ausrichtung und Position von Sensoren präzise zu verfolgen, ist für die Luftvermessung und die Geodatenauswertung von entscheidender Bedeutung.
Bodengebundene Robotersysteme sind auf IMUs angewiesen, um Rückmeldungen zur Lokalisierung und Wegplanung zu erhalten. Taktische IMUs tragen dazu bei, die Stabilität und Ausrichtung in dynamischem Gelände aufrechtzuerhalten, und unterstützen so die autonome Mobilität und die Hindernisvermeidung.
In UUVs und AUVs liefern taktische IMUs Trägheitsreferenzdaten für die Unterwassernavigation ohne oberflächenbasierte Positionierungssysteme. Durch die Integration von Doppler-Geschwindigkeitslogs (DVLs) und Drucksensoren entstehen zuverlässige Trägheitsnavigationssysteme (INS) für Unterwasseroperationen.
Kleine taktische IMUs werden in CubeSats und Mikrosatelliten zur Lage- und Bahnsteuerung eingesetzt. Diese Systeme unterstützen die Ausrichtung von Raumfahrzeugen, Ausrichtungsmanöver und das Feedback von Reaktionsrädern.
Taktische IMUs unterscheiden sich in ihrer Architektur, Sensorkonfiguration und zugrunde liegenden Technologie. Zu den Standard-Sensorelementen gehören:
Kompakt und kostengünstig, unter Verwendung mikroelektromechanischer Systemtechnologie. MEMS-IMUs der taktischen Klasse zeichnen sich gegenüber kommerziellen und industriellen Versionen durch eine verbesserte Bias-Stabilität und Umweltfestigkeit aus.
MEMS-IMUs von GuideNav.
FOG-basierte IMUs bieten eine hohe Präzision und geringe Geräuschentwicklung und eignen sich daher für hochdynamische Anwendungen. Sie werden bevorzugt in UAVs mit Langzeitmissionen eingesetzt.
RLG-basierte IMUs sind für ihre hervorragenden Drift-Eigenschaften bekannt und werden dort eingesetzt, wo eine höhere Leistung erforderlich ist, obwohl ihre Größe und ihr Strombedarf den Einsatz in SWaP-beschränkten Plattformen einschränken.
Taktische IMUs sind häufig in Trägheitsnavigationssystemen (INS) oder Lage- und Kursreferenzsysteme (AHRS) eingebaut, die Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Magnetometer und Satellitennavigation kombinieren. Diese Systeme verwenden fortschrittliche Sensorfusionsalgorithmen, um eine genaue Positionierung und Orientierung auch in Intervallen ohne GPS-Empfang aufrechtzuerhalten.
Taktische IMUs werden in der Regel durch einen Bias-Stabilitätsbereich von 1 bis 10°/h für Gyroskope und 50 bis 500 µg für Beschleunigungsmesser definiert. Ihre Driftraten, Skalenfaktorlinearität und Bandbreite übertreffen die ihrer kommerziellen Pendants, wodurch sie sich für Navigationsaufgaben mit mittlerer Leistungsanforderung eignen.
| IMU-Klasse | Gyro-Bias-Stabilität (°/h) | Typische Anwendungsfälle |
| Verbraucherqualität | >50 | Mobiltelefone, Wearables |
| Industriequalität | 10–50 | Lagerrobotik, automatisierte Maschinen |
| Taktische Klasse | 1–10 | UAVs, Meeresroboter, Feldrobotik, Mikrosatelliten |
| Navigationsklasse | <1 | Strategische Raketen, Flugzeuge, U-Boote |
Taktische IMUs, die im Verteidigungs- und Industriesektor eingesetzt werden, müssen strenge Normen hinsichtlich Leistung und Haltbarkeit erfüllen:
Die Hersteller führen in der Regel zusätzliche Werkskalibrierungen, thermische Kompensationen und Laufabweichungskorrekturen durch, um eine gleichbleibende Leistung unter extremen oder dynamischen Bedingungen zu gewährleisten.
Die Auswahl der richtigen taktischen IMU erfordert eine gründliche Bewertung der betrieblichen Anforderungen, darunter:
Der Bereich der taktischen IMUs entwickelt sich aufgrund neuer Sensordesigns, KI-gesteuerter Fusionsalgorithmen und breiterer Anwendungsbereiche rasant weiter. Zu den wichtigsten Trends gehören:
Suche nach Unternehmen & Produkten
Abonnieren Sie den wöchentlichen eBrief
Die neuesten technischen Entwicklungen direkt in deinen Posteingang - schließe dich Tausenden von Ingenieurinnen und Ingenieuren an, die diesen Newsletter erhalten.