Navigasyon dünyasında, hassasiyet ve güvenilirliğin ön planda olduğu yerde, ataletsel navigasyon sistemleri (ANS) çok önemli bir teknoloji olarak öne çıkmaktadır. İster bir uçağı gökyüzünün enginliğinde, ister bir denizaltıyı okyanusun derinliklerinde, isterse bir füzeyi hedefine yönlendiriyor olsun, ANS vazgeçilmez bir rol oynar.

1. Atalet Navigasyon Sistemi Nedir?

Bir Atalet Navigasyon Sistemi (ANS), ölçümler kullanarak hareketli bir nesnenin konumunu, yönünü ve hızını hesaplayan, kendi kendine yeten bir sistemdir. Jiroskoplar ve İvmeölçerler. GPS tabanlı sistemlerinaksine, ANS harici sinyallere bağlı değildir. İvme ve açısal hız verilerini zaman içinde entegre ederek ölü hesaplama yoluyla hareketi tahmin eder.ANS, GPS'in kullanılamadığı, güvenilmez olduğu veya kasıtlı olarak sıkıştırıldığı ortamlarda çalışabilir ve bu da onu askeri, havacılık, denizcilik ve endüstriyel uygulamalar için ideal hale getirir.

2. Bir ANS'nin Temel Bileşenleri

a. Atalet Ölçüm Birimi (AÖB)

AÖB, ANS'nin kalbidir. Şunları içerir:

• Üç eksenli jiroskoplar – Jiroskoplar, sistemin açısal hızını ölçer. Nesnenin yönünü veya tutumunu belirlemede yardımcı olurlar. 3 eksenli bir jiroskop konfigürasyonunda, farklı eksenler etrafındaki dönüşleri izleyebilir. Bir uzay aracında, jiroskoplar manevra sırasında doğru yönün korunmasında hayati bir rol oynar

• Üç eksenli ivmeölçerler – Bu sensörler, sistemin doğrusal ivmesini ölçmekten sorumludur. 3 eksenli bir ivmeölçer kurulumunda, her eksen farklı bir yöndeki ivmeyi algılayabilir (örneğin, 3B uzayda ileri/geri, sol/sağ ve yukarı/aşağı). Bu ölçüm, hareketli nesnenin hızını ve konumunu hesaplamak için gereklidir. Örneğin, bir uçak kalkış sırasında hızlandığında, ivmeölçer bu doğrusal hareket değişikliğini algılar.

Bazı üst düzey AÖB'ler şunları da içerebilir:

• Manyetometreler – Dünya'nın manyetik alanının gücünü ve yönünü tespit eder. Bu ek sensör, bir manyetik pusulaya benzer şekilde bir yön referansı sağlayarak sistemin yön belirlemesinin doğruluğunu artırabilir.

• Barometreler – irtifa tahminine yardımcı olur

b. Navigasyon Bilgisayarı / İşlemci

Bu birim, AÖB'den ham verileri alır ve konumu, hızı ve yönü hesaplamak için karmaşık matematiksel modeller ve algoritmalar (örneğin, Kalman filtreleri) kullanır.

c. Yazılım ve Algoritmalar

Yazılım, hata düzeltme, sensör füzyonu ve sistem kalibrasyonunda önemli bir rol oynar. Algoritmalar önyargıyı, sıcaklık kaymasını ve hizalama hatalarını telafi eder.

d. İsteğe Bağlı Yardımcı Sensörler

ANS, doğruluğu artırmak ve kaymayı düzeltmek için GNSS (Küresel Navigasyon Uydu Sistemi), kameralar, LiDAR veya kilometre sayacı gibi diğer sistemlerle entegre edilebilir.

3. Atalet Navigasyon Sistemleri Nasıl Çalışır?