Inżynieryjne zastosowanie zintegrowanych systemów nawigacji GNSS/INS przeciwzaburzeniom

W złożonych środowiskach elektromagnetycznych konwencjonalne systemy nawigacji oparte na GNSS są coraz bardziej podatne na degradację sygnału, przerywaną utratę lub całkowite zaprzeczenie.Celowe lub niezamierzone zakłócenia, zakłócenia i efekty wielościeżkowe mogą poważnie wpłynąć na dokładność pozycjonowania i postawy.

Aby sprostać tym wyzwaniom,zintegrowane systemy nawigacji GNSS/INS przeciwzaburzeniomStanowią one kluczowe rozwiązanie inżynieryjne umożliwiające ciągłą i niezawodną nawigację i nastawienie nawet w trudnych warunkach zakłóceń.

1. Temat aplikacji

W scenariuszach operacyjnych o wysokich zakłóceniach systemy nawigacyjne są zazwyczaj zobowiązane do ciągłego zapewniania:

• Pozycja

• Prędkość

• Informacje dotyczące postawy(Roll, Pitch, Heading)

Systemy te są często wdrażane naplatformy mobilneW tym celu należy wprowadzić nowe systemy bezpieczeństwa, takie jak drony bezzałogowe, pojazdy autonomiczne, platformy morskie i systemy obronne, w których obowiązują rygorystyczne przepisy.Ograniczenia SWaP (rozmiar, waga i moc)Zastosować.

W rezultacie rozwiązanie nawigacyjne musi być nie tylko dokładne, ale także:

• Wysoko zintegrowane

• Odporność na zakłócenia

• Optymalizowane dla długotrwałej niezawodności

2Zwalczanie zakłóceń jako wyzwanie inżynieryjne na poziomie systemu

Z perspektywy inżynierii,wydajność przeciwzaburzeń nie może być osiągnięta przez samą przednią stronę RF.

W czasie gdyAnteny GNSS przeciwzaburzenioweNawigacja w trybie ciągłym jest niezwykle ważna, ponieważ ma ona kluczową rolę w filtrowaniu przestrzennym i tłumieniu zakłóceń.współprojektowanie na poziomie systemu, w tym:

• Architektura odbiornika GNSS

• Wydajność czujnika bezwładności

• Algorytmy fuzji czujników

• Strategia łączenia GNSS i INS

Praktyczne zintegrowane rozwiązanie nawigacyjne przeciwzablokowania zazwyczaj obejmuje:

• Wielokanalizowy odbiornik GNSS przeciwzaburzeniowy

• Antena przeciwzaburzeńdo łagodzenia zakłóceń z przodu

• Wysokiej wydajności INS(gyroskopy i akcelerometry)

• Architektura GNSS/INS ściśle lub głęboko połączona

Jedynie dzięki skoordynowanej integracji systemów można utrzymać stabilną pracę nawigacyjną w warunkach silnych zakłóceń.

3Wartość integracji GNSS/INS w środowiskach interferencji

Gdy sygnały GNSS są pogorszone, zablokowane lub tymczasowo niedostępne,System nawigacji bezwładnościowej (INS)zapewnia krótkoterminową ciągłość nawigacji w oparciu o pomiary inercjalne.

Po odzyskaniu jakości sygnału GNSS obserwacje GNSS są ponownie wprowadzane do filtra nawigacyjnego w celu skorygowania dryfu obojętnego.

Przekroczyćwielosensorowa fuzja, zintegrowany system GNSS/INS może:

• Utrzymanie ciągłości rozwiązania nawigacyjnego

• Utrzymanie stabilnych i płynnych wyników postawy

• Zmniejszenie wpływu przerw i zakłóceń GNSS

• Znacząca poprawa ogólnej odporności systemu

Takie komplementarne zachowanie sprawia, że integracja GNSS/INS jest niezbędna dla aplikacji nawigacyjnych o wysokiej niezawodności.

4Znaczenie zintegrowanego projektowania systemów

Nowoczesne platformy nawigacyjne stają w obliczu rosnącej presji, aby zrównoważyć wydajność z ograniczeniami SWaP. W rezultacie zintegrowane systemy nawigacyjne przeciwzaburzeniom muszą osiągnąć:

• Integracja na wysokim szczebluanteny, odbiornika GNSS i INS

• Optymalizowane kompromisypomiędzy miniaturyzacją, zużyciem energii i dokładnością

• Optymalizacja skoordynowanazdolności przeciwzablokowania i osiągów nawigacyjnych

Takie systemy nie są już prostymi zespołami niezależnych komponentów.rozwiązania inżynieryjne oparte na aplikacjach na poziomie systemuzaprojektowane w celu spełnienia szczególnych wymagań operacyjnych.

5Podsumowanie techniczne

Ponieważ środowiska elektromagnetyczne stale stają się coraz bardziej złożone, GNSS nie może być już traktowany jako samodzielne źródło nawigacji.

Zamiast tego funkcjonuje jako jeden z elementów w ramachgłęboko zintegrowana architektura nawigacji GNSS/INS, gdzie czujniki inercyjne, techniki przeciwzaburzeń i zaawansowane algorytmy fuzji czujników współpracują.

Zintegrowane systemy nawigacji GNSS/INS przeciwzaburzeniowejsą kluczowym podejściem technicznym do zapewnienia niezawodnego pozycjonowania, prędkościInformacje o nastawieniu w środowiskach o wysokiej częstotliwości zakłóceń, wspierające krytyczne dla misji zastosowania w przemyśle lotniczym, obrony, bezzałogowych systemów i zaawansowanych platform przemysłowych.