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Boreas D90 Digital FOG INS per sistemi marini senza pilota di Advanced Navigation
I sistemi di navigazione inerziale marini (INS) forniscono dati essenziali relativi a posizione, orientamento e velocità per sistemi marini e marittimi senza equipaggio quali UUV (veicoli subacquei senza equipaggio), AUV (veicoli subacquei autonomi), ROV (veicoli telecomandati) e USV (imbarcazioni di superficie senza equipaggio). Una volta inizializzati, sono in grado di svolgere tali funzioni senza richiedere un riferimento esterno.
Il cuore dell’INS marino è l’IMU (unità di misura inerziale). Questa è composta da accelerometri MEMS, giroscopi e, a seconda del sistema, magnetometri. Le IMU multiasse avranno più sensori di ogni tipo: una IMU a tre assi ne avrà tre di ciascuno montati ortogonalmente l’uno rispetto all’altro. A seconda delle dimensioni, dei costi e dei requisiti di prestazione, le IMU possono utilizzare sensori basati su MEMS (sistemi microelettromeccanici), FOG (giroscopi a fibra ottica) o RLG (giroscopi laser ad anello).
Rovins INS sottomarino di Exail
L’IMU fornisce misurazioni relative alla velocità angolare, all’accelerazione e al campo magnetico. Queste misurazioni devono essere ulteriormente elaborate per ottenere la posizione, l’orientamento e la velocità, pertanto un INS combinerà l’IMU con una qualche forma di capacità di calcolo.
La navigazione autonoma in superficie e subacquea richiede informazioni altamente accurate su direzione, rollio, beccheggio, velocità e posizione, pertanto gli INS marini sono fondamentali per tali applicazioni. Sono ideali anche per il mantenimento della posizione e la stabilizzazione in acque agitate per USV e UUV e consentono inoltre agli operatori ROV di sapere se il loro veicolo è ben posizionato.
Sistema di navigazione marino SPRINT-Nav di Sonardyne International
Piccoli errori nelle misurazioni dei sensori inerziali possono accumularsi nel tempo e causare una deriva significativa. Per i sistemi che operano sulla superficie dell’acqua, è possibile aumentare le prestazioni dell’INS combinando i dati con l’output di un ricevitore GNSS. Questi INS assistiti da GNSS utilizzano la fusione dei sensori per combinare le due fonti di dati e migliorare le stime di posizione, orientamento e velocità.
I segnali GNSS non possono penetrare sott’acqua, ma le prestazioni inerziali degli AUV e dei ROV possono essere migliorate in modo simile combinando l’INS con una fonte di dati acustici come un sensore USBL (baseline ultra corta), LBL (baseline lunga) o DVL (Doppler velocity log).
Gli INS marini sono generalmente classificati per l’immersione in acqua e la resistenza alla corrosione salina, mentre i sistemi progettati per l’uso subacqueo sono anche classificati in base alla pressione a una profondità specifica.
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