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Wie funktioniert ein INS eigentlich?<\/h3>\n\n \n\n\n \n\n

Ein Tr\u00e4gheitsnavigationssystem besteht aus zwei unterschiedlichen Teilen; der erste ist die IMU (Inertial Measurement Unit) - manchmal auch IRU (Inertial Reference Unit) genannt.<\/h5>\n\n\n
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Dies ist die Sammelbezeichnung f\u00fcr die\u00a0Beschleunigungsaufnehmer<\/strong><\/a>\u00a0und\u00a0Kreisel<\/strong><\/a>\u00a0die Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitsmessungen liefern. Der zweite Teil ist die\u00a0Navigationsrechner<\/strong>. Der Navigationscomputer nimmt Messungen von der IMU entgegen und berechnet daraus die relative Position, Orientierung und Geschwindigkeit des INS.<\/p>\n

Es werden im Wesentlichen zwei Arten von Navigationscomputern verwendet;\u00a0stabilisierte Plattformen<\/strong>\u00a0und\u00a0Umschnallnavigatoren<\/strong>.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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Stabilisierte Plattformen<\/h5>\n\n\n
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Stabilisierte Plattformen verwenden echte, sich drehende mechanische Gyroskope, um eine Plattform zu stabilisieren, die sich unabh\u00e4ngig vom INS dreht. Wenn sich also das Tr\u00e4gheitsnavigationssystem dreht, dreht sich die stabilisierte Plattform darin nicht. Auf diese Weise lernt das System seine Ausrichtung kennen und kann die Messungen der Beschleunigungsmesser nutzen. Die Nachteile dieser Art von System sind die Kardansperre (siehe\u00a0Kreisel<\/a><\/strong>\u00a0f\u00fcr eine ausf\u00fchrliche Erkl\u00e4rung), die hohen Kosten und die Komplexit\u00e4t.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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Umgeschnalltes Navigationsger\u00e4t<\/h5>\n\n\n
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Im Gegensatz dazu bewegen sich die Sensoren in einem festgeschnallten Navigationsger\u00e4t nicht unabh\u00e4ngig vom INS. Sie sind, wenn man so will, festgeschnallt. Dadurch werden viele der Probleme, die mit stabilisierten Plattformen verbunden sind, \u00fcberwunden, und das ist der Hauptgrund, warum Tr\u00e4gheitsnavigationssysteme jetzt f\u00fcr viel mehr Menschen erschwinglich sind. Im Gegensatz zu den sich drehenden, mechanischen Kreiseln in einer stabilisierten Plattform handelt es sich bei den Kreiseln in einem festgeschnallten Navigationssystem in der Regel um MEMS (mikroelektromechanische Systeme), die keine beweglichen Teile zu haben scheinen. Es ist besser, sie als Drehratensensoren und nicht als Kreisel zu bezeichnen, obwohl sie normalerweise so genannt werden.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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Wie funktioniert also ein INS?<\/h3>\n\n \n\n\n \n\n\n\n
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Um die f\u00fcr die Navigation im 3D-Raum erforderlichen Messungen zu erfassen, sind die Achsen der Tr\u00e4gheitssensoren rechtwinklig zueinander angeordnet. Mit anderen Worten, jede Achse steht in einem Winkel von 90\u00b0 zu den beiden anderen (wie in der Abbildung unten dargestellt).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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IMU-Rahmen<\/h5>\n\n\n
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Dieses Bild zeigt die drei Achsen (xyz), die das Tr\u00e4gheitsnavigationssystem zur Messung von Bewegung und Orientierung verwendet. Die Position der Achsen innerhalb des INS ist fest, so dass sie sich mit ihm drehen. Jede Achse misst in beide Richtungen - die Pfeilspitzen im Bild zeigen an, welche Richtung als positiv gelesen wird. Ein Beispiel:<\/p>\n