Una IMU unidad de medición inercial) de grado de navegación es un sensor de movimiento de alto rendimiento que mide la velocidad angular en tres ejes y la aceleración lineal en tres ejes con una precisión y estabilidad excepcionales. Combina tres giroscopios de precisión y tres acelerómetros en un conjunto alineado de forma rígida. Los fabricantes suelen utilizar giroscopios de fibra óptica (FOG), giroscopios láser en anillo (RLG) o tecnologías MEMS de alta gama para alcanzar un rendimiento de grado de navegación.
Las IMU de grado de navegación minimizan los errores de los sensores que se acumulan durante la navegación inercial. Sus giroscopios suelen presentar una inestabilidad de sesgo inferior a 0,01°/h, mientras que los acelerómetros alcanzan una estabilidad de sesgo de unas pocas decenas de micro-g. Además, ofrecen valores extremadamente bajos de «Angle Random Walk» (ARW), «Velocity Random Walk» (VRW), error de factor de escala, no linealidad y sensibilidad entre ejes. Estas características reducen significativamente la deriva de actitud, velocidad y posición durante GNSS .
Los fabricantes calibran cada IMU de grado de navegación IMU utilizando mesas de movimiento multieje en todo el rango de temperaturas de funcionamiento. Esta calibración de fábrica compensa el sesgo, el factor de escala, la desalineación de los ejes, los efectos de la temperatura y la no linealidad de los sensores. Una vez calibrados, los parámetros de corrección permanecen almacenados en el dispositivo y se aplican automáticamente durante el funcionamiento.
Todas las IMU de grado de navegación funcionan a altas frecuencias de muestreo con latencia determinista y excelentes capacidades de sincronización. Se integran fácilmente con GNSS , odómetros, registradores de velocidad Doppler (DVL), sistemas USBL, sensores de datos de vuelo y otras mediciones externas mediante algoritmos avanzados de fusión de sensores, como los filtros de Kalman extendidos (EKF).
Aplicaciones prácticas de las IMU de grado de navegación
Las IMU de grado de navegación permiten utilizar aplicaciones que requieren una navegación continua y de alta precisión en condiciones exigentes. Proporcionan datos precisos sobre el movimiento y la orientación, incluso durante GNSS prolongadas GNSS .
- Los sistemas aeroespaciales utilizan unidades de medida inercial (IMU) de grado de navegación para la navegación de aeronaves, las funciones de piloto automático, el control de vuelo, el guiado de naves espaciales y la determinación de la actitud de los satélites.
- Los vehículos aéreos no tripulados también dependen de ellas para una navegación estable y un control preciso de la trayectoria. Los vehículos autónomos integran estas IMU para estimar la posición, la orientación y el movimiento con gran precisión. Mejoran la localización, facilitan la fusión de sensores y mantienen la navegación cuando GNSS dejan de estar disponibles.
- Los sistemas marítimos utilizan unidades de medida inercial (IMU) de grado de navegación para la navegación de buques, el posicionamiento dinámico, los levantamientos hidrográficos y las operaciones en alta mar. Los vehículos submarinos autónomos y los vehículos teledirigidos también dependen de ellas para una navegación submarina fiable.
- Las plataformas de defensa integran unidades de medida inercial (IMU) de grado de navegación en misiles, municiones guiadas, aeronaves militares, buques de guerra y vehículos terrestres. Permiten una navegación precisa, el seguimiento de objetivos, la estabilización y la ejecución de misiones en entornos GNSS.
- Los sistemas de topografía y cartografía también se benefician de las IMU de grado de navegación. Estas proporcionan una orientación precisa para el LiDAR, la cartografía móvil y la fotogrametría aérea, lo que garantiza datos geoespaciales de alta calidad.
Aunquelas IMU de grado de navegación son considerablemente más caras que los dispositivos de grado táctico o industrial, ofrecen la menor deriva y la mayor precisión de navegación a largo plazo disponibles para los sistemas de posicionamiento, orientación y navegación de misión crítica.
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