Hochpräzise Beschleunigungsmesser und Gyroskope
Inertialsysteme spielen eine entscheidende Rolle als primäre und sekundäre Navigationshilfen in Verteidigungsgeräten und -fahrzeugen (z. B. unbemannte Luftfahrzeuge) und arbeiten mit GNSS, Magnetometern, Luftdaten und anderen unterstützenden Sensoren zusammen. Diese Systeme liefern kontinuierliche Echtzeit-Navigationsdaten, die für die Kollisionsvermeidung, die Pfadplanung und das Situationsbewusstsein unerlässlich sind. Darüber hinaus verbessert das INS die Autonomie des Fahrzeugs und ermöglicht es den Fahrzeugen, auf dem Schlachtfeld unabhängiger zu agieren.
Unsere individuell kalibrierten Trägheitssysteme mit fortschrittlichen MEMS-Technologie-Beschleunigungsmessern und -Gyroskopen bieten eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit für eine PNT-Lösung. Durch die Kombination von Daten dieser Sensoren durch hochentwickelte Multisensor-Fusionsalgorithmen können hochgenaue INS-Lösungen Bewegungsänderungen erkennen und gleichzeitig Jamming und Spoofing durch adaptive Notch-Filterung und RAIM reduzieren.
Diese Sensorfusion ermöglicht präzise Navigationsdaten mit einem Dead-Reckoning-Driftfehler, der über längere Zeiträume auf 0,5 % bis 2 % der zurückgelegten Strecke begrenzt ist.
Robustes und platzsparendes Design
Unsere Navigationssysteme sind MEMS-basierte Inertial Measurement Units (IMU), die sowohl in robuster MIL-STD- als auch in kompakter OEM-Bauform erhältlich sind. Wir entwickeln und fertigen in Frankreich und verwenden Materialien, die robust genug sind, um extremen militärischen Bedingungen wie Stößen, starken Vibrationen, drastischen Temperaturschwankungen und rauen Klimazonen standzuhalten.
Unser hervorragendes Verhältnis von Größe, Gewicht und Leistung macht sie ideal für UAVs und herumlungernde Munition, bei denen Nutzlastbeschränkungen kritisch sind.
Zuverlässigkeit ist in diesen Umgebungen von entscheidender Bedeutung, da ein Systemausfall den Erfolg der Mission gefährden könnte. Getestet nach Militärstandards (MIL-STD 810) stellen diese Materialien sicher, dass kritische Systeme weiterhin optimal funktionieren, während sie gleichzeitig Frequenzanalyse-Warnungen und Sensorhybridisierungs-Umgehungsmöglichkeiten für eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen elektronische Kriegsführung bieten.
Einfach zu integrierende OEM- und Box-Lösungen
Unsere Trägheitssensoren lassen sich nahtlos in alle Arten von UAVs über flexible APIs integrieren, einschließlich Binär-, NMEA- und RESTful-Schnittstellen. Die direkte Kompatibilität mit gängigen Autopilotsystemen wie Pixhawk und Ardupilot ermöglicht die einfache Installation unserer INS, ohne dass wesentliche Anpassungen und nur geringer Aufwand erforderlich sind.
Diese Anpassungsfähigkeit gewährleistet eine schnelle Implementierung durch mehrere Integrationsoptionen, wodurch Ausfallzeiten und Betriebskosten reduziert und gleichzeitig die Navigationsgenauigkeit erhalten bleibt. Mit unseren skalierbaren Lösungen können Verteidigungs-Kräfte sicherstellen, dass ihre gesamte Flotte von verbesserten Navigationsfähigkeiten profitiert, wodurch einsatzkritische Operationen unterstützt werden, ohne UAV-Konfigurationen zu stören oder komplexe Nachrüstungen zu erfordern.
Unser weltweites Netzwerk von 70 Händlern gewährleistet globalen Support für Verteidigungsanwendungen.
Lösungen für UAV-Navigation
Unsere Sensoren bieten eine extrem geringe Latenz zwischen Bewegung und Ausgabe. Sie sind sorgfältig mit Signalkonditionierung und FIR-Filterung ausgestattet, um eine hohe Bandbreite zu gewährleisten und gleichzeitig die Messung vor Vibrationen zu schützen.
Pulse-40
Ellipse-E
Ellipse-N
Ellipse-D
Ekinox Micro
Quanta Plus
Quanta Extra
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Fallstudien
Entdecken Sie die Erfolgsgeschichten hinter den UAV-Inertiallösungen von SBG Systems. Erfahren Sie, wie unsere hochmodernen Navigationssysteme den Betrieb unbemannter Luftfahrzeuge in verschiedenen Branchen verändert haben, von der Präzisionslandwirtschaft bis hin zur Verteidigung.
Jede Fallstudie beleuchtet reale Anwendungen, bei denen unsere fortschrittlichen Inertialsensoren und die GNSS-Technologie unübertroffene Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Leistung erbracht haben.
Sie reden über uns
Entdecken Sie, wie unsere Inertiallösungen die Abläufe unserer Kunden verbessert und ihre Produktivität gesteigert haben.
Entdecken Sie weitere Verteidigungsanwendungen für autonome Fahrzeuge
Erfahren Sie, wie Inertialnavigationssysteme die Leistung autonomer Fahrzeuge in einer Vielzahl von Verteidigungsanwendungen verbessern. Von unbemannten Bodensystemen über autonome Konvois bis hin zu Aufklärungsplattformen bieten unsere Lösungen die präzise Positionierung, Ausrichtung und Zuverlässigkeit, die für den Erfolg der Mission erforderlich sind—auch in GNSS-verweigerter Umgebung.
Haben Sie Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zur Navigation von UAVs (unbemannte Fluggeräte). Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie sich gerne direkt an uns wenden!
Welche Arten der INS-Integration sind innerhalb von Verteidigungs-UAVs möglich?
Unsere Lösungen eignen sich gut für die Integration in verschiedene Arten von Verteidigungs- UAVs und bieten Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit für unterschiedliche Einsatzanforderungen. Unsere Bewegungs- und Navigationssensoren bringen taktische Sensorik in Ihre Systeme, ohne Kompromisse bei SWaP-C einzugehen! Sie eignen sich besonders für den Einsatz durch Integratoren.
Für UAVs, die auf GNSS angewiesen sind, bieten unsere Dual-Antennen-GNSS-Empfänger eine außergewöhnliche Genauigkeit. Dies ist vorteilhaft für die Oberflächennavigation und hilft beim Übergang zwischen Luft- und Bodennavigation. Darüber hinaus unterstützen alle Sensoren verschiedene Kommunikationsprotokolle wie RS-232, CAN und Ethernet, was eine nahtlose Integration in UAV-Systeme ermöglicht.
Schließlich ist es möglich, externe Positionierungslösungen wie DVL oder andere Navigationshilfen zu integrieren, um genaue Roll-, Nick-, Kurs- und Höhendaten bereitzustellen. Dies verbessert die Navigation in Umgebungen, in denen GNSS-Signale schwach oder nicht verfügbar sind.
Wie stellen wir Sensorqualitätsstandards für militärische UAV-Anwendungen sicher?
Bei SBG Systems beinhaltet die Sicherstellung höchster Qualitätsstandards für unsere Inertial Measurement Units (IMUs) einen sorgfältigen Prozess. Wir beginnen mit der optimalen Auswahl hochwertiger MEMS-Komponenten, wobei wir uns auf zuverlässige Beschleunigungsmesser und Gyroskope konzentrieren, die unseren strengen Qualitätsanforderungen entsprechen. Unsere IMUs sind in robusten Gehäusen untergebracht, die Vibrationen und Umgebungsbedingungen standhalten und so Langlebigkeit und Leistung gewährleisten.
Unser automatisierter Kalibrierungsprozess umfasst einen 2-Achsen-Tisch und deckt Temperaturbereiche von -40 °C bis 85 °C ab. Diese Kalibrierung kompensiert verschiedene Faktoren wie Bias, Querachsen-Effekte, Fehlausrichtung, Skalenfaktoren und Nichtlinearitäten in Beschleunigungsmessern und Gyroskopen und gewährleistet so eine konsistente Leistung bei allen Wetterbedingungen.
Unser Qualifizierungsprozess umfasst zudem ein strenges internes Screening, um sicherzustellen, dass nur Sensoren, die unseren Spezifikationen entsprechen, die Produktion durchlaufen. Jede IMU wird von einem detaillierten Kalibrierungsbericht begleitet und hat eine Garantie von zwei Jahren. Dieser rigorose Ansatz gewährleistet hohe Qualität, Zuverlässigkeit und konstante Leistung über die Zeit und liefert überlegene IMUs für die Verteidigung und andere kritische Anwendungen.
Wir führen auch gründliche Umwelt- und Dauertests durch, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Einige unserer Sensoren erfüllen mehrere MIL-STD-Normen, die die Beständigkeit gegen Stöße, Vibrationen und extreme Bedingungen garantieren.
Wie steuert man Ausgangsverzögerungen im UAV-Betrieb?
Die Steuerung der Ausgabeverzögerungen bei UAV-Operationen ist entscheidend für die Gewährleistung einer reaktionsschnellen Leistung, einer präzisen Navigation und einer effektiven Kommunikation, insbesondere in Verteidigungs- oder einsatzkritischen Anwendungen.
Die Ausgabelatenz ist ein wichtiger Aspekt in Echtzeitsteuerungsanwendungen, bei denen eine höhere Ausgabelatenz die Leistung von Regelkreisen beeinträchtigen könnte. Unsere INS Embedded Software wurde entwickelt, um die Ausgabelatenz zu minimieren: Sobald Sensordaten erfasst werden, führt der Extended Kalman Filter (EKF) kleine und zeitkonstante Berechnungen durch, bevor die Ausgaben generiert werden. Typischerweise beträgt die beobachtete Ausgabeverzögerung weniger als eine Millisekunde.
Die Verarbeitungsverzögerung sollte zur Datenübertragungsverzögerung addiert werden, wenn Sie die Gesamtverzögerung erhalten möchten. Diese Übertragungsverzögerung variiert von Schnittstelle zu Schnittstelle. Beispielsweise benötigt eine 50-Byte-Nachricht, die über eine UART-Schnittstelle mit 115200 bps gesendet wird, 4 ms für die vollständige Übertragung. Erwägen Sie höhere Baudraten, um die Ausgabelatenz zu minimieren.
Was ist PNT?
PNT steht für Positionierung, Navigation und Zeitmessung – die drei grundlegenden Säulen, die jedes moderne Navigations- oder Koordinationssystem ermöglichen, sei es in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsbereich, in der Schifffahrt, bei autonomen Fahrzeugen oder in kritischen Infrastrukturen.
Hier ist eine übersichtliche Aufschlüsselung:
1. Positionierung
Dies beantwortet die Frage: “Wo bin ich?”
Sie liefert präzise geografische Koordinaten (Breitengrad, Längengrad, Höhe). Typischerweise abgeleitet von GNSS (GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou) oder INS, wenn GNSS nicht verfügbar ist.
Essentiell für Verfolgung, Führung, Kartierung und Situationsbewusstsein.
2. Navigation
Dies beantwortet: “Wie komme ich von A nach B?”
Sie umfasst die Bestimmung von Richtung, Geschwindigkeit und Flugbahn, um ein Ziel sicher und effizient zu erreichen. Beinhaltet Geschwindigkeit, Kurs und Lage (Roll, Nick, Gier).
Wird oft mit IMUs/INS, Sensorfusionsalgorithmen, Odometrie oder GNSS-basierter Navigation erreicht.
3. Zeitmessung
Dies beantwortet: “Wie spät ist es, genau?”
Eine genaue, synchronisierte Zeit ist entscheidend für die Koordination von Systemen und Signalen. Hochpräzise Zeitmessung untermauert Kommunikationsnetze, militärische Systeme, Stromnetze und GNSS selbst.
Selbst Fehler im Mikrosekundenbereich können zu Ausfällen in der Kommunikation, Datenverbindungen oder Geolokalisierung führen.
Warum ist PNT wichtig?
PNT ist der Kern jedes modernen autonomen oder gelenkten Systems– ob Raketen, UAVs, Fahrzeuge, USVs, AUVs oder sogar Mobilfunknetze. Wenn GNSS beeinträchtigt oder verweigert wird, werden Inertialsysteme (IMU/INS) zum Rückgrat einer widerstandsfähigen PNT.
Was ist eine Inertial Measurement Unit?
Inertial Measurement Units (IMUs) sind hochentwickelte Geräte, die die spezifische Kraft, die Winkelgeschwindigkeit und manchmal auch die Magnetfeldorientierung eines Körpers messen und melden. IMUs sind entscheidende Komponenten in verschiedenen Anwendungen, darunter Navigation, Robotik und Bewegungserfassung. Hier ist ein genauerer Blick auf ihre wichtigsten Merkmale und Funktionen:
- Beschleunigungsmesser: Messen die lineare Beschleunigung entlang einer oder mehrerer Achsen. Sie liefern Daten darüber, wie schnell ein Objekt beschleunigt oder langsamer wird, und können Änderungen in Bewegung oder Position erkennen.
- Gyroskope: Messen die Winkelgeschwindigkeit oder die Rotationsrate um eine bestimmte Achse. Gyroskope helfen bei der Bestimmung von Änderungen der Ausrichtung und ermöglichen es Geräten, ihre Position relativ zu einem Referenzrahmen beizubehalten.
- Magnetometer (optional): Einige IMUs enthalten Magnetometer, die die Stärke und Richtung von Magnetfeldern messen. Diese Daten können helfen, die Ausrichtung des Geräts relativ zum Erdmagnetfeld zu bestimmen, was die Navigationsgenauigkeit verbessert.
IMUs liefern kontinuierlich Daten über die Bewegung eines Objekts und ermöglichen so die Echtzeitverfolgung seiner Position und Ausrichtung. Diese Informationen sind entscheidend für Anwendungen wie Drohnen, Fahrzeuge und Robotik.
In Anwendungen wie Kameragimbals oder UAVs helfen IMUs, Bewegungen zu stabilisieren, indem sie unerwünschte Bewegungen oder Vibrationen kompensieren, was zu reibungsloseren Abläufen führt.
Was ist Koppelnavigation in der Luftfahrt?
Koppelnavigation in der Luftfahrt ist eine traditionelle Navigationsmethode, die die aktuelle Position eines Flugzeugs schätzt, indem sie dessen letzten bekannten Standort unter Verwendung gemessener oder angenommener Parameter wie Kurs, Fluggeschwindigkeit, Zeit und Umweltfaktoren wie Wind vorwärts projiziert.
Anstatt sich auf externe Referenzen wie Funkfeuer, GNSS-Satelliten oder visuelle Landmarken zu verlassen, verwendet die Koppelnavigation die eigenen Bewegungsinformationen des Flugzeugs, um zu berechnen, wo es sich relativ zu seinem Ausgangspunkt befinden sollte. Der Pilot oder das bordeigene Navigationssystem beginnt mit einem bekannten Fixpunkt und wendet dann den wahren Kurs und die wahre Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs über einen bestimmten Zeitraum an, um eine neue geschätzte Position zu berechnen.
Da sich das Flugzeug jedoch in einer vom Wind beeinflussten Luftmasse bewegt, muss die Berechnung Windrichtung und -geschwindigkeit berücksichtigen; andernfalls weicht die berechnete Flugbahn von der tatsächlich geflogenen ab.
In der modernen Luftfahrt verbessern Inertialnavigationssysteme die Koppelnavigation, indem sie Beschleunigungsmesser und Gyroskope verwenden, um lineare Beschleunigungen und Rotationsraten zu messen und diese Messungen kontinuierlich zu integrieren, um Geschwindigkeit, Lage und Position zu schätzen. Obwohl diese auf Trägheit basierende Koppelnavigation die Unabhängigkeit von externen Signalen erheblich verbessert, sammeln sich aufgrund von Sensorabweichungen und Rauschen im Laufe der Zeit immer noch Fehler an. Aus diesem Grund wird die INS-basierte Koppelnavigation oft mit GNSS oder anderen Hilfsquellen kombiniert, um die Drift zu begrenzen und die langfristige Genauigkeit aufrechtzuerhalten.
Trotz dieser Einschränkungen bleibt die Koppelnavigation unerlässlich, um die Kontinuität der Navigation bei GNSS-Ausfällen, Funktstille-Missionen oder Operationen in Umgebungen zu gewährleisten, in denen externe Referenzen unzuverlässig oder nicht verfügbar sind.
