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テクニカル記事
2025年10月7日

慣性航法:推測航法

慣性航法:推測航法

慣性航法とは?慣性航法システムとは?INSとは何の略ですか?

3つの加速度計と3つのジャイロスコープから得られた測定値を用いて、OXTSは以下のことを行った。 慣性航法システム は3次元空間のどこにいるかを記録している。これは 死算.

デッドレコニングの実際のプロセスは非常にわかりやすい。シャワルマ そして 加速度計 この場合)、それらを移動に変換し、最後に確認した位置に追加することで、現在地を確認することができる。

デッドレコニングの簡略化した2Dの例をここに示す。

初期状態ではINSは静止し、画像に対して正対しており、X軸は真上を向いていることがわかる。

そして画像には、他の3つの位置と、その間にセンサーが記録した情報が表示されている。もちろん、現実にはINSは1秒間に何十回、何百回と位置を更新するが、この例ではわかりやすくするため、重要な変化が起きたときだけ位置の更新を表示している。

つまり、時間ゼロでは、INSは静止しています(そして、どこにいるのかわかりません)。その後、X軸加速度計で5 m/s²の加速度を1秒間検出し、これは5 m/s(または18 km/h)の速度になります。その後すぐに完全に停止し、-10 m/s²の加速度を0.5秒間検出する。他のセンサーには他の測定値が登録されていないため、ストラップダウン・ナビゲーターはX軸方向に3.75m移動したことを簡単に割り出すことができる。この時点でも、そもそも位置情報を与えていないため、INSはどこにいるのかわからない。

INS が位置更新 1 で停止するとすぐに、z 軸ジャイロは 0.5 秒間 90°/sの値を検出する。この移動が完了すると同時に、INSは再びx軸加速度計で加速度を確認する。今度は1m/s²が10秒間続き、-5m/s²が2秒間続く。前と同じテクニックを使って、INSは位置更新1のときから45°の角度で60メートル先に移動したことがわかる。これが、INSの位置更新が最後に知った位置からの相対的なものであるという話をしたときの意味です。
最後の動きは以前の動きとは異なります。位置の更新2で、INSが回転しているのがわかる。しかし、位置3に向かって移動すると、INSは測定軸(IMUフレーム)に対して角度をつけて移動していることがわかります。

この動きのため、加速度はX軸とY軸の両方で同時に記録される。また、INSが停止するような負の加速度もないため、加速度計の測定値は1秒後にゼロになりますが、ナビゲーション・コンピュータはユニットにまだ速度があることを知っています。この場合、INSは7.07m/s(時速約25km)で移動しており、位置更新3はINSが位置更新2から1.5秒後に行われる。その間にINSは7.95mを移動している。

あらゆるものがそうであるように、慣性航法にも長所と短所がある。最も正確な位置、姿勢、ダイナミクスの測定値を得るために理解すべき最も重要なことの1つは、次のとおりです。 ドリフト.

この記事は、'慣性航法システムとは?' シリーズがある。

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