Инерциальные системы для БПЛА
Инерциальные системы измеряют ускорения и угловые скорости и по ним вычисляют положение, скорость и ориентацию аппарата — в том числе там, где спутниковая навигация недоступна или неточна. Раздел объединяет три класса: навигационные системы (ИНС) с приёмником или входом GNSS, инерциальные модули (IMU), выдающие данные гироскопов и акселерометров, и курсовертикали (AHRS), которые сразу выдают крен, тангаж и курс. Производители — французская SBG Systems и австралийская Advanced Navigation.
Классы различаются точностью: курс у курсовертикалей определяется с точностью от 0,8° у Ellipse-A до 0,02° у Apogee-A и 0,01° у Boreas A90, ИНС с GNSS в режиме RTK дают положение с точностью около 1 см, а качество IMU характеризует нестабильность нуля гироскопов — от 7°/ч у Pulse-20 до 0,1°/ч у Pulse-80: чем она ниже, тем дольше система держит ориентацию без внешних поправок.
Для картографии и лидарной съёмки берут ИНС с двухантенным GNSS и постобработкой, для стабилизации полезной нагрузки — курсовертикали, для собственных алгоритмов навигации — IMU с сырыми данными. Интерфейсы — RS-232/422, CAN и Ethernet; у SBG Systems есть OEM-исполнения для встраивания в собственную электронику.
Как выбрать
Сверяют по: точность крена и тангажа, точность курса, нестабильность нуля гироскопа, частота выдачи данных, масса
Сводная таблица характеристик
Значения приведены по данным производителей. Колонки, не заполненные у большинства позиций раздела, в таблицу не выводятся.
| Модель | Точность крена и тангажа | Точность курса | Частота выдачи данных | Масса |
|---|---|---|---|---|
| Advanced Navigation Boreas A50Advanced Navigation | 0,03 ° RMS | — | — | 850 г |
| Advanced Navigation Boreas A70Advanced Navigation | 0,01 ° | 0,1 ° × sec(широта) RMS | 1000 Гц | 2,7 кг |
| Advanced Navigation Boreas A90Advanced Navigation | 0,005 ° | 0,01 ° × sec(широта) RMS | 1000 Гц | 2,7 кг |
| Advanced Navigation Boreas D50Advanced Navigation | 0,03 ° RMS | — | — | 910 г |
| Advanced Navigation Boreas D70Advanced Navigation | 0,01° | 0,1° × sec(широта), СКО | 1000 Гц | 2,8 кг |
| Advanced Navigation Boreas D90Advanced Navigation | 0,005 ° | 0,01 ° × sec(широта) RMS | 1000 Гц | 2,8 кг |
| Advanced Navigation CertusAdvanced Navigation | 0,1 ° | 0,06 ° | до 1000 Гц | 255 г |
| Advanced Navigation Certus EvoAdvanced Navigation | 0,03 ° | 0,05 ° | до 1000 Гц | — |
| Advanced Navigation Certus Mini AAdvanced Navigation | 0,1 ° | 0,8 ° | до 500 Гц | — |
| Advanced Navigation Certus Mini DAdvanced Navigation | 0,1 ° | 0,1 ° | до 500 Гц | — |
| Advanced Navigation Certus Mini NAdvanced Navigation | 0,1 ° | 0,2 ° | до 500 Гц | — |
| Advanced Navigation GNSS CompassAdvanced Navigation | 0,4 ° | 0,2 ° | до 200 Гц | — |
| Advanced Navigation MotusAdvanced Navigation | 0,05 ° | 0,8 ° | до 1000 Гц | — |
| Advanced Navigation Spatial FOG DualAdvanced Navigation | 0,01 ° | 0,01 ° | до 1000 Гц | 740 г |
| SBG Systems Apogee-ASBG Systems | 0,01 ° | 0,02 ° | до 200 Гц | <690 г |
| SBG Systems Apogee-DSBG Systems | 0,01 ° | 0,03 ° | до 200 Гц | < 900 г |
| SBG Systems Apogee-ESBG Systems | 0,01 ° | 0,03 ° | до 200 Гц | < 690 г |
| SBG Systems Ekinox MicroSBG Systems | 0,02 ° | 0,08 ° | до 200 Гц | 165 г |
| SBG Systems Ekinox-ASBG Systems | 0,02 ° | 0,03 ° | до 200 Гц | 400 г |
| SBG Systems Ekinox-DSBG Systems | 0,02 ° | 0,05 ° | до 200 Гц | 600 г |
| SBG Systems Ekinox-ESBG Systems | 0,02 ° | 0,05 ° | до 200 Гц | 400 г |
| SBG Systems Ellipse Micro AHRSSBG Systems | 0,1 ° | 0,8 ° (по магнитометру) | 200 Гц, 1000 Гц (данные IMU) | 10 г |
| SBG Systems Ellipse-ASBG Systems | 0,1 ° | 0,8 ° (по магнитометру) | 200 Гц, 1000 Гц (данные IMU) | 45 г |
| SBG Systems Ellipse-DSBG Systems | 0,1 ° | 0,2 ° | 200 Гц, 1000 Гц (данные IMU) | 65 г |
Курсовертикаль Advanced Navigation Boreas A70, точность курса 0,1°
Курсовертикаль Advanced Navigation Boreas A90, точность курса 0,01°
ИНС Advanced Navigation Boreas D50, точность крена и тангажа 0,03°
ИНС Advanced Navigation Boreas D70, точность курса 0,1°
ИНС Advanced Navigation Boreas D90, точность курса 0,01°
ИНС с GNSS Advanced Navigation Certus, точность курса 0,06°
ИНС с GNSS Advanced Navigation Certus Evo, точность курса 0,05°
Курсовертикаль Advanced Navigation Certus Mini A, точность курса 0,8°
ИНС с GNSS Advanced Navigation Certus Mini D, точность курса 0,1°
ИНС с GNSS Advanced Navigation Certus Mini N, точность курса 0,2°
GNSS-компас Advanced Navigation GNSS Compass, точность курса 0,2°
Инерциальный модуль Advanced Navigation Motus, точность курса 0,8°
ИНС с GNSS Advanced Navigation Spatial FOG Dual, точность курса 0,01°
Курсовертикаль SBG Systems Apogee-A, точность курса 0,02°
ИНС с GNSS SBG Systems Apogee-D, две антенны, точность курса 0,03°
ИНС SBG Systems Apogee-E под внешний GNSS-приёмник, точность курса 0,03°
ИНС с GNSS SBG Systems Ekinox Micro, две антенны, точность курса 0,08°
Курсовертикаль SBG Systems Ekinox-A, точность курса 0,03°
ИНС с GNSS SBG Systems Ekinox-D, две антенны, точность курса 0,05°
ИНС SBG Systems Ekinox-E под внешний GNSS-приёмник, точность курса 0,05°
Курсовертикаль SBG Systems Ellipse Micro, точность курса 0,8°, 10 г
Курсовертикаль SBG Systems Ellipse-A, точность курса 0,8°, 45 г
ИНС с GNSS SBG Systems Ellipse-D, две антенны, точность курса 0,2°
Производители в разделе
Вопросы по разделу
- Чем ИНС отличается от IMU и курсовертикали?
- IMU выдаёт только измерения — ускорения и угловые скорости. Курсовертикаль обрабатывает их и выдаёт ориентацию: крен, тангаж и курс. ИНС добавляет спутниковую навигацию и вычисляет ещё и положение со скоростью, сглаживая скачки GNSS и продолжая счисление при его потере.
- Зачем ИНС, если есть GNSS?
- GNSS даёт положение с частотой единицы–десятки раз в секунду и пропадает под мостами, у зданий и при помехах. ИНС выдаёт данные с частотой в сотни герц, точно определяет ориентацию, в том числе курс на месте, и какое-то время держит навигацию при потере спутников.
- Что такое нестабильность нуля гироскопа?
- Медленный дрейф показаний гироскопа в покое, в градусах в час. От неё зависит, как быстро накапливается ошибка ориентации без внешних поправок: у Pulse-80 это 0,1°/ч, у Pulse-20 — 7°/ч.
- Производители каких марок собраны в разделе «Инерциальные системы»?
- Advanced Navigation, SBG Systems. Характеристики в карточках приведены по странице модели или даташиту производителя, без пересказов посредников.
- По каким характеристикам сравнивают позиции раздела «Инерциальные системы»?
- Чаще всего в карточках этого раздела заполнены: потребление, частота выдачи данных, рабочая температура, точность крена и тангажа, питание, протоколы вывода, наработка на отказ, масса. Значения разобраны по единым полям, поэтому позиции разных производителей сравнимы строка в строку.
- На какие подразделы делится «Инерциальные системы»?
- Инерциальные измерительные модули (IMU), Курсовертикали (AHRS), Инерциальные навигационные системы (INS). Подраздел сужает выборку внутри раздела и работает вместе с фильтром по производителю.
- Откуда взяты характеристики позиций раздела?
- Со страницы модели у производителя. Ссылка на первоисточник стоит в самом низу карточки, чтобы значение можно было сверить.
- Почему в карточке пустое поле характеристики?
- Значит, производитель этот параметр не публикует. Мы не переносим цифры из чужих каталогов и не достраиваем их по соседним моделям: пустая строка честнее правдоподобной.























