Akcelerometry i żyroskopy o wysokiej precyzji
Systemy inercyjne odgrywają kluczową rolę jako podstawowe i pomocnicze systemy nawigacyjne w urządzeniach i pojazdach wojskowych (np. bezzałogowych statkach powietrznych), współpracując z GNSS, magnetometrami, danymi aerodynamicznymi i innymi czujnikami wspomagającymi. Systemy te zapewniają ciągłe dane nawigacyjne w czasie rzeczywistym, niezbędne do unikania kolizji, planowania ścieżki i orientacji sytuacyjnej. Dodatkowo, INS zwiększa autonomię pojazdu, umożliwiając mu bardziej niezależne działanie na polu walki.
Nasze indywidualnie kalibrowane systemy inercyjne z zaawansowanymi akcelerometrami i żyroskopami w technologii MEMS zapewniają wyjątkową odporność i niezawodność rozwiązania PNT. Dzięki łączeniu danych z tych czujników za pomocą zaawansowanych algorytmów fuzji wielosensorowej, wysokoprecyzyjne rozwiązania INS mogą wykrywać zmiany ruchu, zapewniając jednocześnie redukcję zakłóceń i spoofingu poprzez adaptacyjne filtrowanie wycinające i RAIM.
Taka fuzja czujników umożliwia precyzyjne dane nawigacyjne z błędem dryftu nawigacji inercyjnej ograniczonym do 0,5% do 2% przebytej odległości w dłuższych okresach czasu.
Solidna i kompaktowa konstrukcja
Nasze systemy nawigacyjne to inercyjne jednostki pomiarowe (IMU) oparte na technologii MEMS, dostępne zarówno w wytrzymałej obudowie zgodnej z normą MIL-STD, jak i w kompaktowej wersji OEM. Zaprojektowane i wyprodukowane we Francji, wykorzystujemy materiały wystarczająco wytrzymałe, aby sprostać ekstremalnym warunkom wojskowym, takim jak wstrząsy, silne wibracje, gwałtowne zmiany temperatury i trudne warunki klimatyczne.
Dzięki doskonałemu stosunkowi rozmiaru, wagi i wydajności idealnie nadają się do UAV i amunicji krążącej, gdzie ograniczenia ładowności są krytyczne.
Niezawodność w tych środowiskach jest kluczowa, ponieważ awaria systemu mogłaby zagrozić powodzeniu misji. Przetestowane zgodnie z normami wojskowymi (MIL-STD 810), materiały te zapewniają optymalne działanie systemów krytycznych, jednocześnie zapewniając alerty analizy częstotliwości i możliwości obejścia hybrydyzacji czujników, co zwiększa odporność na walkę elektroniczną.
Łatwe do zintegrowania rozwiązania OEM i w obudowie
Nasze czujniki inercyjne bezproblemowo integrują się ze wszystkimi typami UAV dzięki elastycznym interfejsom API, w tym Binary, NMEA i RESTful. Bezpośrednia kompatybilność z popularnymi systemami autopilota, takimi jak Pixhawk i Ardupilot, pozwala na łatwą instalację naszego INS bez konieczności znacznych adaptacji i przy ograniczonym wysiłku.
Ta adaptowalność zapewnia szybkie wdrożenie dzięki wielu opcjom integracji, zmniejszając przestoje i koszty operacyjne przy jednoczesnym zachowaniu dokładności nawigacji. Dzięki naszym skalowalnym rozwiązaniom, siły obronne mogą zapewnić, że cała ich flota korzysta z ulepszonych możliwości nawigacyjnych, wspierając operacje o znaczeniu krytycznym bez zakłócania konfiguracji UAV lub wymagania skomplikowanych modernizacji.
Nasza światowa sieć 70 dystrybutorów zapewnia globalne wsparcie dla zastosowań obronnych.
Rozwiązania dla nawigacji UAV
Nasze czujniki zapewniają wyjątkowo niskie opóźnienie między ruchem a wyjściem. Są starannie zaprojektowane z układami kondycjonowania sygnału i filtrowaniem FIR, aby zapewnić wysoką przepustowość, jednocześnie chroniąc pomiar przed wibracjami.
Pulse-40
Ellipse-E
Ellipse-N
Ellipse-D
Ekinox Micro
Quanta Plus
Quanta Extra
Broszura dotycząca zastosowań obronnych
Otrzymaj naszą broszurę prosto na swoją skrzynkę odbiorczą!
Studia przypadków
Poznaj historie sukcesu rozwiązań inercyjnych SBG Systems dla UAV. Dowiedz się, jak nasze najnowocześniejsze systemy nawigacyjne zmieniły operacje bezzałogowych statków powietrznych w różnych branżach, od rolnictwa precyzyjnego po obronność.
Każde studium przypadku podkreśla rzeczywiste zastosowania, w których nasze zaawansowane czujniki inercyjne i technologia GNSS zapewniły niezrównaną dokładność, niezawodność i wydajność.
Oni o nas mówią
Odkryj, jak nasze rozwiązania inercyjne podniosły poziom operacji naszych klientów i zwiększyły ich produktywność.
Odkryj inne zastosowania obronne dla pojazdów autonomicznych
Dowiedz się, jak systemy nawigacji inercyjnej zwiększają wydajność pojazdów autonomicznych w szerokim zakresie zastosowań obronnych. Od bezzałogowych systemów naziemnych po autonomiczne konwoje i platformy rozpoznawcze, nasze rozwiązania zapewniają precyzyjne pozycjonowanie, orientację i niezawodność wymagane do osiągnięcia sukcesu misji — nawet w środowiskach pozbawionych sygnału GNSS.
Masz pytania?
Witamy w naszej sekcji FAQ! Znajdziesz tutaj odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania dotyczące nawigacji UAV – bezzałogowych statków powietrznych. Jeśli nie znajdziesz tego, czego szukasz, skontaktuj się z nami bezpośrednio!
Jakie rodzaje integracji INS są możliwe w wojskowych UAV?
Nasze rozwiązania doskonale nadają się do integracji z różnymi typami obronnych UAV, oferując wszechstronność i możliwość adaptacji do różnych potrzeb operacyjnych. Nasze czujniki ruchu i nawigacji zapewniają taktyczne wykrywanie w systemach bez kompromisów w zakresie SWaP-C! Są one szczególnie przydatne dla integratorów.
W przypadku UAV, które polegają na GNSS, nasze dwuantenowe odbiorniki GNSS oferują wyjątkową dokładność. Jest to korzystne dla nawigacji naziemnej i pomaga w przejściu między nawigacją powietrzną i naziemną. Dodatkowo, wszystkie czujniki obsługują różne protokoły komunikacyjne, takie jak RS-232, CAN i Ethernet, umożliwiając bezproblemową integrację z systemami UAV.
Ponadto, istnieje możliwość integracji zewnętrznych systemów pozycjonowania, takich jak DVL lub inne systemy wspomagania nawigacji, w celu dostarczenia dokładnych danych dotyczących roll, pitch, heading i wysokości. Poprawia to nawigację w środowiskach, w których sygnały GNSS mogą być słabe lub niedostępne.
W jaki sposób zapewniamy standardy jakości czujników dla wojskowych zastosowań UAV?
W SBG Systems zapewnienie najwyższych standardów jakości dla naszych inercyjnych jednostek pomiarowych (IMU) obejmuje drobiazgowy proces. Zaczynamy od optymalnego doboru wysokiej klasy komponentów MEMS, koncentrując się na niezawodnych akcelerometrach i żyroskopach, które spełniają nasze rygorystyczne wymagania jakościowe. Nasze IMU są umieszczone w wytrzymałych obudowach zaprojektowana, aby wytrzymać wibracje i warunki środowiskowe, gwarantując trwałość i wydajność.
Nasz zautomatyzowany proces kalibracji wykorzystuje stół dwuosiowy i obejmuje zakres temperatur od -40°C do 85°C. Kalibracja ta kompensuje różne czynniki, w tym odchylenia, efekty międzyosiowe, niewspółosiowość, współczynniki skali i nieliniowości w akcelerometrach i żyroskopach, zapewniając spójną wydajność w każdych warunkach pogodowych.
Nasz proces kwalifikacji obejmuje ponadto rygorystyczne badania przesiewowe w naszej firmie, aby zapewnić, że tylko czujniki spełniające nasze specyfikacje przejdą do produkcji. Do każdego IMU dołączony jest szczegółowy raport z kalibracji i jest on objęty dwuletnią gwarancją. Takie rygorystyczne podejście zapewnia wysoką jakość, niezawodność i spójną wydajność w czasie, dostarczając doskonałe IMU do zastosowań obronnych i innych krytycznych.
Przeprowadzamy również dokładne testy środowiskowe i wytrzymałościowe, aby zapewnić niezawodność. Niektóre z naszych czujników spełniają kilka norm MIL-STD, gwarantując odporność na wstrząsy, wibracje i ekstremalne warunki.
Jak kontrolować opóźnienia wyjściowe w operacjach UAV?
Kontrolowanie opóźnień wyjściowych w operacjach UAV jest niezbędne do zapewnienia responsywnej wydajności, precyzyjnej nawigacji i skutecznej komunikacji, szczególnie w obronnych lub krytycznych dla misji zastosowaniach.
Opóźnienie wyjściowe jest ważnym aspektem w aplikacjach sterowania w czasie rzeczywistym, gdzie wyższe opóźnienie wyjściowe może pogorszyć wydajność pętli sterowania. Nasze oprogramowanie wbudowane INS zostało zaprojektowana w celu zminimalizowania opóźnienia wyjściowego: po próbkowaniu danych z czujników, Filtr Kalmana (EKF) wykonuje małe i stałe obliczenia czasowe przed wygenerowaniem wyjść. Zazwyczaj obserwowane opóźnienie wyjściowe jest mniejsze niż jedna milisekunda.
Opóźnienie przetwarzania należy dodać do opóźnienia transmisji danych, jeśli chcesz uzyskać całkowite opóźnienie. To opóźnienie transmisji różni się w zależności od interfejsu. Na przykład, wiadomość o długości 50 bajtów wysłana przez interfejs UART z prędkością 115200 bps zajmie 4 ms na pełną transmisję. Rozważ wyższe prędkości transmisji, aby zminimalizować opóźnienie wyjściowe.
Co to jest PNT?
PNT oznacza Pozycjonowanie, Nawigację i Synchronizację Czasu (Timing) — trzy fundamentalne filary, które umożliwiają każdy nowoczesny system nawigacji lub koordynacji, czy to w lotnictwie, obronności, żegludze morskiej, pojazdach autonomicznych, czy infrastrukturze krytycznej.
Oto jasne podsumowanie:
1. Pozycjonowanie
Odpowiada na pytanie: „Gdzie jestem?”
Dostarcza precyzyjne współrzędne geograficzne (szerokość geograficzna, długość geograficzna, wysokość). Zazwyczaj pochodzą z GNSS (GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou) lub INS, gdy GNSS jest niedostępny.
Niezbędne do śledzenia, nawigacji, mapowania i orientacji sytuacyjnej.
2. Nawigacja
Odpowiada na pytanie: „Jak przejść z punktu A do punktu B?”
Obejmuje określenie kierunku, prędkości i trajektorii, aby bezpiecznie i skutecznie dotrzeć do celu. Obejmuje prędkość, kurs i postawę (przechył, pochylenie, odchylenie).
Często osiągane za pomocą IMU/INS, algorytmów fuzji czujników, odometrii lub nawigacji opartej na GNSS.
3. Synchronizacja czasu
Odpowiedź na pytanie: “Która godzina, dokładnie?”
Dokładny, zsynchronizowany czas ma kluczowe znaczenie dla koordynacji systemów i sygnałów. Precyzyjny pomiar czasu jest podstawą sieci komunikacyjnych, systemów wojskowych, sieci energetycznych i samego GNSS.
Nawet błędy na poziomie mikrosekund mogą powodować awarie w komunikacji, łączach danych lub geolokalizacji.
Dlaczego PNT ma znaczenie?
PNT leży u podstaw każdego nowoczesnego autonomicznego lub naprowadzanego systemu — czy to pociski rakietowe, UAV, pojazdy, USV, AUV, czy nawet sieci telefonii komórkowej. Gdy sygnał GNSS jest osłabiony lub niedostępny, systemy inercyjne (IMU/INS) stają się podstawą niezawodnego PNT.
Co to jest inercyjna jednostka pomiarowa?
Inertial Measurement Units (IMU) to zaawansowane urządzenia, które mierzą i raportują siłę właściwą ciała, prędkość kątową, a czasami orientację pola magnetycznego. IMU są kluczowymi komponentami w różnych zastosowaniach, w tym w nawigacji, robotyce i śledzeniu ruchu. Oto bliższe spojrzenie na ich kluczowe cechy i funkcje:
- Akcelerometry: Mierzą przyspieszenie liniowe wzdłuż jednej lub więcej osi. Dostarczają danych o tym, jak szybko obiekt przyspiesza lub zwalnia, i mogą wykrywać zmiany w ruchu lub położeniu.
- Żyroskopy: Mierzą prędkość kątową, czyli prędkość obrotu wokół określonej osi. Żyroskopy pomagają określić zmiany orientacji, umożliwiając urządzeniom utrzymanie pozycji względem układu odniesienia.
- Magnetometry (opcjonalnie): Niektóre IMU zawierają magnetometry, które mierzą siłę i kierunek pól magnetycznych. Dane te mogą pomóc w określeniu orientacji urządzenia względem pola magnetycznego Ziemi, zwiększając dokładność nawigacji.
IMU dostarczają ciągłych danych o ruchu obiektu, umożliwiając śledzenie jego położenia i orientacji w czasie rzeczywistym. Informacje te są krytyczne dla zastosowań takich jak drony, pojazdy i robotyka.
W zastosowaniach takich jak stabilizatory kamery lub UAV, IMU pomagają stabilizować ruchy, kompensując niepożądane ruchy lub wibracje, co skutkuje płynniejszą pracą.
Czym jest Nawigacja Zliczeniowa w lotnictwie?
Nawigacja Zliczeniowa w lotnictwie to tradycyjna metoda nawigacji, która szacuje bieżącą pozycję statku powietrznego, przewidując jego ostatnią znaną lokalizację na podstawie zmierzonych lub założonych parametrów, takich jak kurs, prędkość lotu, czas i czynniki środowiskowe, takie jak wiatr.
Zamiast polegać na zewnętrznych punktach odniesienia—takich jak radiolatarnie, satelity GNSS lub punkty orientacyjne—Nawigacja Zliczeniowa wykorzystuje informacje o ruchu statku powietrznego do obliczenia, gdzie powinien się on znajdować w odniesieniu do miejsca, z którego wystartował. Pilot lub pokładowy system nawigacyjny zaczyna od znanego punktu, a następnie stosuje prawdziwy kurs i prędkość statku powietrznego w danym przedziale czasu, aby obliczyć nową szacunkową pozycję.
Ponieważ jednak statek powietrzny porusza się w masie powietrza, na którą wpływa wiatr, obliczenia muszą uwzględniać kierunek i prędkość wiatru; w przeciwnym razie obliczona trasa będzie odbiegać od rzeczywistej przebytej drogi.
We współczesnym lotnictwie inercyjne systemy nawigacyjne (INS) usprawniają Nawigację Zliczeniową, wykorzystując akcelerometry i żyroskopy do pomiaru przyspieszeń liniowych i prędkości obrotowych, stale integrując te pomiary w celu oszacowania prędkości, orientacji i pozycji. Chociaż ta inercyjna Nawigacja Zliczeniowa znacznie poprawia niezależność od sygnałów zewnętrznych, nadal kumuluje błędy w czasie z powodu odchyleń i szumów czujników. Z tego powodu Nawigacja Zliczeniowa oparta na INS jest często łączona z GNSS lub innymi źródłami wspomagającymi, aby ograniczyć dryft i utrzymać długoterminową dokładność.
Pomimo tych ograniczeń, Nawigacja Zliczeniowa pozostaje niezbędna do zapewnienia ciągłości nawigacji podczas przerw w działaniu GNSS, misji z zachowaniem ciszy radiowej lub operacji w środowiskach, w których zewnętrzne punkty odniesienia są zawodne lub niedostępne.
