Uma IMU Unidade de Medição Inercial) de grau de navegação é um sensor de movimento de alto desempenho que mede a velocidade angular em três eixos e a aceleração linear em três eixos com precisão e estabilidade excepcionais. Ela combina três giroscópios de precisão e três acelerômetros em um conjunto rigidamente alinhado. Os fabricantes geralmente utilizam giroscópios de fibra óptica (FOG), giroscópios a laser em anel (RLG) ou tecnologias MEMS de ponta para alcançar desempenho de nível de navegação.
As IMUs de grau de navegação minimizam os erros dos sensores que se acumulam durante a navegação inercial. Seus giroscópios apresentam, normalmente, instabilidade de desvio inferior a 0,01°/h, enquanto os acelerômetros alcançam estabilidade de desvio de algumas dezenas de micro-g. Elas também oferecem valores extremamente baixos de desvio aleatório angular (ARW), desvio aleatório de velocidade (VRW), erro de fator de escala, não linearidade e sensibilidade entre eixos. Essas características reduzem significativamente o desvio de atitude, velocidade e posição durante GNSS .
Os fabricantes calibram cada IMU de grau de navegação IMU , utilizando mesas de movimento multieixos em toda a faixa de temperatura operacional. Essa calibração de fábrica compensa o desvio, o fator de escala, o desalinhamento dos eixos, os efeitos da temperatura e a não linearidade dos sensores. Uma vez calibrados, os parâmetros de correção permanecem armazenados no dispositivo e são aplicados automaticamente durante a operação.
Todas as IMUs de grau de navegação operam em altas taxas de amostragem com latência determinística e excelentes recursos de sincronização. Elas se integram facilmente a GNSS , odômetros, Doppler Velocity Logs (DVL), sistemas USBL, sensores de dados aéreos e outras medições externas por meio de algoritmos avançados de fusão de sensores, como os Filtros de Kalman Estendidos (EKF).
Aplicações práticas de IMUs de grau de navegação
As IMUs de nível de navegação oferecem suporte a aplicações que exigem navegação contínua e de alta precisão em condições adversas. Elas fornecem dados precisos de movimento e orientação, mesmo durante longas GNSS .
- Os sistemas aeroespaciais utilizam IMUs de grau de navegação para a navegação de aeronaves, funções de piloto automático, controle de voo, orientação de espaçonaves e determinação da atitude de satélites.
- Os veículos aéreos não tripulados também dependem delas para uma navegação estável e um controle preciso da trajetória. Os veículos autônomos integram essas IMUs para estimar a posição, a orientação e o movimento com alta precisão. Elas aprimoram a localização, facilitam a fusão de sensores e mantêm a navegação quando GNSS ficam indisponíveis.
- Os sistemas marítimos utilizam IMUs de grau de navegação para a navegação de embarcações, posicionamento dinâmico, levantamentos hidrográficos e operações offshore. Os veículos subaquáticos autônomos e os veículos operados remotamente também dependem delas para uma navegação subaquática confiável.
- As plataformas de defesa integram IMUs de nível de navegação em mísseis, munições guiadas, aeronaves militares, embarcações navais e veículos terrestres. Elas permitem a navegação precisa, o rastreamento de alvos, a estabilização e a execução de missões em ambientes GNSS.
- Os sistemas de levantamento topográfico e mapeamento também se beneficiam das IMUs de nível de navegação. Elas fornecem orientação precisa para LiDAR, mapeamento móvel e fotogrametria aérea, garantindo dados geoespaciais de alta qualidade.
Emboraas IMUs de nível de navegação custem significativamente mais do que os dispositivos de nível tático ou industrial, elas oferecem o menor desvio e a maior precisão de navegação a longo prazo disponíveis para sistemas de posicionamento, orientação e navegação de missão crítica.
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