Une unité de mesure inertielle IMU ) de qualité navigation est un capteur de mouvement haute performance qui mesure la vitesse angulaire sur trois axes et l'accélération linéaire sur trois axes avec une précision et une stabilité exceptionnelles. Elle combine trois gyroscopes de précision et trois accéléromètres au sein d'un ensemble rigoureusement aligné. Les fabricants utilisent généralement des gyroscopes à fibre optique (FOG), des gyroscopes à laser en anneau (RLG) ou des technologies MEMS haut de gamme pour atteindre des performances de niveau navigation.
Les IMU de qualité navigation minimisent les erreurs de capteurs qui s’accumulent lors de la navigation inertielle. Leurs gyroscopes présentent généralement une instabilité de biais inférieure à 0,01°/h, tandis que les accéléromètres atteignent une stabilité de biais de quelques dizaines de micro-g. Ils offrent également des valeurs extrêmement faibles en matière de marche aléatoire angulaire (ARW), de marche aléatoire de vitesse (VRW), d’erreur de facteur d’échelle, de non-linéarité et de sensibilité inter-axes. Ces caractéristiques réduisent considérablement les dérives d’attitude, de vitesse et de position en cas GNSS .
Les fabricants étalonnent IMU chaque IMU de qualité navigation à l’aide de tables de mouvement multiaxiales sur toute la plage de températures de fonctionnement. Cet étalonnage en usine compense le biais, le facteur d’échelle, le désalignement des axes, les effets de température et la non-linéarité des capteurs. Une fois l’étalonnage effectué, les paramètres de correction restent stockés dans l’appareil et sont automatiquement appliqués pendant le fonctionnement.
Toutes les IMU de qualité navigation fonctionnent à des taux d’échantillonnage élevés, avec une latence déterministe et d’excellentes capacités de synchronisation. Elles s’intègrent facilement aux GNSS , aux odomètres, aux loggers de vitesse Doppler (DVL), aux systèmes USBL, aux capteurs de données aérodynamiques et à d’autres mesures externes grâce à des algorithmes avancés de fusion de capteurs tels que les filtres de Kalman étendus (EKF).
Applications concrètes des IMU de qualité navigation
Les unités de mesure inerte (IMU) de qualité navigation prennent en charge les applications qui nécessitent une navigation continue et extrêmement précise dans des conditions difficiles. Elles fournissent des données précises sur le mouvement et l'orientation, même en cas GNSS prolongées GNSS .
- Les systèmes aérospatiaux utilisent des unités de mesure inerte (IMU) de qualité navigation pour la navigation des aéronefs, les fonctions de pilotage automatique, le contrôle de vol, le guidage des engins spatiaux et la détermination de l'attitude des satellites.
- Les drones s'appuient également sur ces dispositifs pour assurer une navigation stable et un contrôle précis de leur trajectoire. Les véhicules autonomes intègrent ces IMU pour estimer leur position, leur orientation et leurs mouvements avec une grande précision. Elles améliorent la localisation, facilitent la fusion des données des capteurs et permettent de maintenir la navigation lorsque GNSS ne sont plus disponibles.
- Les systèmes maritimes utilisent des IMU de qualité navigation pour la navigation des navires, le positionnement dynamique, les levés hydrographiques et les opérations en mer. Les véhicules sous-marins autonomes et les véhicules télécommandés en dépendent également pour assurer une navigation sous-marine fiable.
- Les plateformes de défense intègrent des unités de mesure inerte (IMU) de qualité navigation dans les missiles, les munitions guidées, les aéronefs militaires, les navires et les véhicules terrestres. Elles permettent une navigation précise, le suivi des cibles, la stabilisation et l'exécution des missions dans des environnements GNSS.
- Les systèmes de topographie et de cartographie tirent également parti des IMU de qualité navigation. Celles-ci fournissent une orientation précise pour le LiDAR, la cartographie mobile et la photogrammétrie aérienne, garantissant ainsi des données géospatiales de haute qualité.
Bien queles IMU de qualité « navigation » soient nettement plus coûteuses que les appareils de qualité « tactique » ou « industrielle », elles offrent la dérive la plus faible et la plus grande précision de navigation à long terme disponibles pour les systèmes de positionnement, d’orientation et de navigation essentiels à la mission.
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