Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Інерційна навігація (також інерціальна навігація) — метод навігації (визначення координат і параметрів руху різних об'єктів — кораблів, літаків, ракет та ін) і управління їх рухом, що ґрунтується на властивостях інерції тіл, який є автономним, тобто не вимагає наявності зовнішніх орієнтирів або сигналів, що надходять ззовні. Неавтономні методи вирішення завдань навігації ґрунтуються на використанні зовнішніх орієнтирів або сигналів (наприклад, зірок, маяків, радіосигналів тощо). Ці методи в принципі досить прості, але у низці випадків не можуть бути здійснені через відсутність видимості або наявності перешкод для радіосигналів тощо. Необхідність створення автономних навігаційних систем стала причиною виникнення інерційних навігацій.
Принцип дії
Сутність інерційної навігації полягає у визначенні прискорення об'єкта і його кутових швидкостей за допомогою встановлених на рухомому об'єкті приладів і пристроїв, а за цими даними — місцеположення (координат) цього об'єкта, його курсу, швидкості, пройденого шляху та ін, а також у визначенні параметрів, необхідних для стабілізації об'єкта і автоматичного керування його рухом. Це здійснюється за допомогою:
- Датчиків лінійного прискорення (акселерометрів);
- Гіроскопічних пристроїв, що відтворюють на об'єкті систему відліку (наприклад, за допомогою гіростабілізованої платформи) і дозволяють визначати кути повороту і нахилу об'єкта, використовувані для його стабілізації та управління рухом.
- Обчислювальних пристроїв (ЕОМ), які за прискореннями (шляхом їх інтегрування) знаходять швидкість об'єкта, його координати та інші параметри руху;
Переваги методів інерційної навігації складаються в автономності, перешкодозахищеності і можливості повної автоматизації всіх процесів навігації. Завдяки цьому методи інерційної навігації отримують все ширше застосування при розв'язанні проблем навігації надводних суден, підводних човнів, літаків, космічних апаратів та інших рухомих об'єктів.
Історія
Принципи інерційної навігації базуються на сформульованих ще Ньютоном законах механіки, яким підкоряється рух тіл щодо інерційної системи відліку (для рухів в межах Сонячної системи — щодо зірок).
Розробка основ інерційній навігації припадає на 1930-ті роки. Великий внесок у неї внесли в СРСР Б. В. Булгаков, А. Ю. Ішлінський, Є. Б. Левенталь, Г. О. Фрідлендер, а за кордоном — німецький учений і американський — Чарльз Дрейпер. Значну роль в теоретичних основах інерційної навігації грає теорія стійкості механічних систем, великий внесок в яку внесли російські математики Ляпунов і Михайлов.
Практична реалізація методів інерційної навігації була пов'язана зі значними труднощами, викликаними необхідністю забезпечити високу точність і надійність роботи всіх пристроїв при заданих вазі та габаритах. Подолання цих труднощів стає можливим завдяки створенню спеціальних технічних засобів — інерційної навігаційної системи (ІНС). Перший варіант практичної ІНС, розроблений в США в 50-ті роки, — кілька ящиків значних розмірів (включаючи обслуговуючу ЕОМ) — які, займаючи майже весь салон літака, вперше були випробувані під час перельоту з Нью-Бедфорда в Лос-Анджелес, автоматично керуючи літаком.
Інерційні навігаційні системи
Інерційні навігаційні системи (ІНС) мають у своєму складі датчики лінійного прискорення (акселерометри) і кутової швидкості (гіроскоп або пари акселерометрів, що вимірюють відцентрове прискорення). З їх допомогою можна визначити відхилення пов'язаної з корпусом приладу системи координат від системи координат, пов'язаної з Землею, отримавши кути орієнтації: рискання (курс), тангажу і крен. Лінійне відхилення координат у вигляді широти, довготи і висоти визначається шляхом інтегрування показань акселерометрів. Алгоритмічно ІНС складається з курсовертикалі і системи визначення координат. Курсовертикаль забезпечує можливість визначення орієнтації в географічній системі координат, що дозволяє правильно визначити положення об'єкта. При цьому в неї постійно повинні надходити дані про становище об'єкта. Однак технічно система, як правило, не поділяється і акселерометри, наприклад, можуть використовуватися при виставці курсовертикальної частини.
Інерційні навігаційні системи діляться на (Пінс) і безплатформну (БІНС). У платформних ІНС взаємний зв'язок блоку вимірювачів прискорень і гіроскопічних пристроїв, що забезпечують орієнтацію акселерометрів в просторі, визначає тип інерційної системи. Відомі три основні типи платформних інерційних систем.
- Інерційна система геометричного типу має дві платформи. Одна платформа з гіроскопами орієнтована і стабілізована в інерційному просторі, а друга з акселерометрами — відносно площини горизонту. Координати літака визначаються в обчислювачі з використанням даних про взаємне розташування платформ.
- У інерційних системах аналітичного типу та акселерометри, і гіроскопи нерухомі в інерційному просторі (щодо як завгодно далеких зірок). Координати об'єкта отримуються в лічильно-обчислювальному пристрої, у якому обробляються сигнали, що знімаються з акселерометрів і пристроїв, що визначають поворот самого об'єкта щодо гіроскопів і акселерометрів.
- Напіваналітична система має платформу, яка безперервно стабілізується за місцевим горизонтом. На платформі є і гіроскопи і акселерометри. Координати літака або іншого літального апарату визначаються в обчислювачі, розташованому поза платформою.
В БІНС акселерометри і гіроскопи жорстко пов'язані з корпусом приладу.
Передовою технологією у виробництві БІНС є технологія волоконно-оптичних гіроскопів (ВОГ), принцип дії яких заснований на ефект Саньяка. БІНС на базі таких гіроскопів не має рухомих частин, абсолютна безшумна, не вимагає спеціального обслуговування, має хороші показники напрацювання на відмову (до 80 000 годин у деяких моделей) і мале енергоспоживання (десятки Ватт). Технології ВОГ прийшли на зміну лазерно-кільцевим гіроскопам (ЛКГ), у яких рухливі частини і вимагають періодичного обслуговування з калібрування і заміні зношених вузлів і деталей, а також з відносно високим рівнем енергоспоживання.
Інтегровані системи навігації
Для компенсації накопичення похибок в кутах орієнтації та координат, властивих ІНС, використовуються дані інших навігаційних систем, зокрема супутникової системи навігації (СНС), радіонавігації, магнітометра (для отримання даних по курсу), одометра (для отримання даних про пройдений шлях у наземному застосуванні). Комплексування даних від різних навігаційних систем здійснюється за алгоритмом, що базується, як правило, на фільтрі Калмана. Можливі різні реалізації таких систем, але спостерігається поступове зменшення масогабаритних характеристик.
Література
- Інерціальна навігація // Велика радянська енциклопедія
- Кузовков Н. Т., Інерціальна навігація і оптимальна фільтрація. М.: Машинобудування, 1982.
Див. також
 | Це незавершена стаття з технології. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
 | Це незавершена стаття про зброю. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
| Ця стаття потребує додаткових для поліпшення її . (листопад 2015) |
- Inertial // Англійсько-українські словники. e2u.org.ua. Процитовано 4 жовтня 2023.
- інерціальний // Великий тлумачний словник сучасної української мови (з дод. і допов.) / уклад. і гол. ред. В. Т. Бусел. — 5-те вид. — К. ; Ірпінь : Перун, 2005. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Inercijna navigaciya takozh inercialna navigaciya metod navigaciyi viznachennya koordinat i parametriv ruhu riznih ob yektiv korabliv litakiv raket ta in i upravlinnya yih ruhom sho gruntuyetsya na vlastivostyah inerciyi til yakij ye avtonomnim tobto ne vimagaye nayavnosti zovnishnih oriyentiriv abo signaliv sho nadhodyat zzovni Neavtonomni metodi virishennya zavdan navigaciyi gruntuyutsya na vikoristanni zovnishnih oriyentiriv abo signaliv napriklad zirok mayakiv radiosignaliv tosho Ci metodi v principi dosit prosti ale u nizci vipadkiv ne mozhut buti zdijsneni cherez vidsutnist vidimosti abo nayavnosti pereshkod dlya radiosignaliv tosho Neobhidnist stvorennya avtonomnih navigacijnih sistem stala prichinoyu viniknennya inercijnih navigacij Inercijnij navigacijnij pristrij francuzkoyi balistichnoyi raketi fr Princip diyiSutnist inercijnoyi navigaciyi polyagaye u viznachenni priskorennya ob yekta i jogo kutovih shvidkostej za dopomogoyu vstanovlenih na ruhomomu ob yekti priladiv i pristroyiv a za cimi danimi miscepolozhennya koordinat cogo ob yekta jogo kursu shvidkosti projdenogo shlyahu ta in a takozh u viznachenni parametriv neobhidnih dlya stabilizaciyi ob yekta i avtomatichnogo keruvannya jogo ruhom Ce zdijsnyuyetsya za dopomogoyu Datchikiv linijnogo priskorennya akselerometriv Giroskopichnih pristroyiv sho vidtvoryuyut na ob yekti sistemu vidliku napriklad za dopomogoyu girostabilizovanoyi platformi i dozvolyayut viznachati kuti povorotu i nahilu ob yekta vikoristovuvani dlya jogo stabilizaciyi ta upravlinnya ruhom Obchislyuvalnih pristroyiv EOM yaki za priskorennyami shlyahom yih integruvannya znahodyat shvidkist ob yekta jogo koordinati ta inshi parametri ruhu Perevagi metodiv inercijnoyi navigaciyi skladayutsya v avtonomnosti pereshkodozahishenosti i mozhlivosti povnoyi avtomatizaciyi vsih procesiv navigaciyi Zavdyaki comu metodi inercijnoyi navigaciyi otrimuyut vse shirshe zastosuvannya pri rozv yazanni problem navigaciyi nadvodnih suden pidvodnih chovniv litakiv kosmichnih aparativ ta inshih ruhomih ob yektiv IstoriyaPrincipi inercijnoyi navigaciyi bazuyutsya na sformulovanih she Nyutonom zakonah mehaniki yakim pidkoryayetsya ruh til shodo inercijnoyi sistemi vidliku dlya ruhiv v mezhah Sonyachnoyi sistemi shodo zirok Inercijna navigacijna sistema 1950 tih rokiv rozroblena v Massachusetskomu tehnologichnomu instituti Rozrobka osnov inercijnij navigaciyi pripadaye na 1930 ti roki Velikij vnesok u neyi vnesli v SRSR B V Bulgakov A Yu Ishlinskij Ye B Levental G O Fridlender a za kordonom nimeckij uchenij i amerikanskij Charlz Drejper Znachnu rol v teoretichnih osnovah inercijnoyi navigaciyi graye teoriya stijkosti mehanichnih sistem velikij vnesok v yaku vnesli rosijski matematiki Lyapunov i Mihajlov Praktichna realizaciya metodiv inercijnoyi navigaciyi bula pov yazana zi znachnimi trudnoshami viklikanimi neobhidnistyu zabezpechiti visoku tochnist i nadijnist roboti vsih pristroyiv pri zadanih vazi ta gabaritah Podolannya cih trudnoshiv staye mozhlivim zavdyaki stvorennyu specialnih tehnichnih zasobiv inercijnoyi navigacijnoyi sistemi INS Pershij variant praktichnoyi INS rozroblenij v SShA v 50 ti roki kilka yashikiv znachnih rozmiriv vklyuchayuchi obslugovuyuchu EOM yaki zajmayuchi majzhe ves salon litaka vpershe buli viprobuvani pid chas perelotu z Nyu Bedforda v Los Andzheles avtomatichno keruyuchi litakom Inercijni navigacijni sistemiKilcevij lazernij giroskop virobnictva ukrayinskogo zavodu Arsenal Inercijni navigacijni sistemi INS mayut u svoyemu skladi datchiki linijnogo priskorennya akselerometri i kutovoyi shvidkosti giroskop abo pari akselerometriv sho vimiryuyut vidcentrove priskorennya Z yih dopomogoyu mozhna viznachiti vidhilennya pov yazanoyi z korpusom priladu sistemi koordinat vid sistemi koordinat pov yazanoyi z Zemleyu otrimavshi kuti oriyentaciyi riskannya kurs tangazhu i kren Linijne vidhilennya koordinat u viglyadi shiroti dovgoti i visoti viznachayetsya shlyahom integruvannya pokazan akselerometriv Algoritmichno INS skladayetsya z kursovertikali i sistemi viznachennya koordinat Kursovertikal zabezpechuye mozhlivist viznachennya oriyentaciyi v geografichnij sistemi koordinat sho dozvolyaye pravilno viznachiti polozhennya ob yekta Pri comu v neyi postijno povinni nadhoditi dani pro stanovishe ob yekta Odnak tehnichno sistema yak pravilo ne podilyayetsya i akselerometri napriklad mozhut vikoristovuvatisya pri vistavci kursovertikalnoyi chastini Inercijni navigacijni sistemi dilyatsya na Pins i bezplatformnu BINS U platformnih INS vzayemnij zv yazok bloku vimiryuvachiv priskoren i giroskopichnih pristroyiv sho zabezpechuyut oriyentaciyu akselerometriv v prostori viznachaye tip inercijnoyi sistemi Vidomi tri osnovni tipi platformnih inercijnih sistem Inercijna sistema geometrichnogo tipu maye dvi platformi Odna platforma z giroskopami oriyentovana i stabilizovana v inercijnomu prostori a druga z akselerometrami vidnosno ploshini gorizontu Koordinati litaka viznachayutsya v obchislyuvachi z vikoristannyam danih pro vzayemne roztashuvannya platform U inercijnih sistemah analitichnogo tipu ta akselerometri i giroskopi neruhomi v inercijnomu prostori shodo yak zavgodno dalekih zirok Koordinati ob yekta otrimuyutsya v lichilno obchislyuvalnomu pristroyi u yakomu obroblyayutsya signali sho znimayutsya z akselerometriv i pristroyiv sho viznachayut povorot samogo ob yekta shodo giroskopiv i akselerometriv Napivanalitichna sistema maye platformu yaka bezperervno stabilizuyetsya za miscevim gorizontom Na platformi ye i giroskopi i akselerometri Koordinati litaka abo inshogo litalnogo aparatu viznachayutsya v obchislyuvachi roztashovanomu poza platformoyu V BINS akselerometri i giroskopi zhorstko pov yazani z korpusom priladu Peredovoyu tehnologiyeyu u virobnictvi BINS ye tehnologiya volokonno optichnih giroskopiv VOG princip diyi yakih zasnovanij na efekt Sanyaka BINS na bazi takih giroskopiv ne maye ruhomih chastin absolyutna bezshumna ne vimagaye specialnogo obslugovuvannya maye horoshi pokazniki napracyuvannya na vidmovu do 80 000 godin u deyakih modelej i male energospozhivannya desyatki Vatt Tehnologiyi VOG prijshli na zminu lazerno kilcevim giroskopam LKG u yakih ruhlivi chastini i vimagayut periodichnogo obslugovuvannya z kalibruvannya i zamini znoshenih vuzliv i detalej a takozh z vidnosno visokim rivnem energospozhivannya Integrovani sistemi navigaciyiDlya kompensaciyi nakopichennya pohibok v kutah oriyentaciyi ta koordinat vlastivih INS vikoristovuyutsya dani inshih navigacijnih sistem zokrema suputnikovoyi sistemi navigaciyi SNS radionavigaciyi magnitometra dlya otrimannya danih po kursu odometra dlya otrimannya danih pro projdenij shlyah u nazemnomu zastosuvanni Kompleksuvannya danih vid riznih navigacijnih sistem zdijsnyuyetsya za algoritmom sho bazuyetsya yak pravilo na filtri Kalmana Mozhlivi rizni realizaciyi takih sistem ale sposterigayetsya postupove zmenshennya masogabaritnih harakteristik LiteraturaInercialna navigaciya Velika radyanska enciklopediya Kuzovkov N T Inercialna navigaciya i optimalna filtraciya M Mashinobuduvannya 1982 Div takozhCe nezavershena stattya z tehnologiyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Ce nezavershena stattya pro zbroyu Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Cya stattya potrebuye dodatkovih posilan na dzherela dlya polipshennya yiyi perevirnosti Bud laska dopomozhit udoskonaliti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Zvernitsya na storinku obgovorennya za poyasnennyami ta dopomozhit vipraviti nedoliki Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno listopad 2015 Inertial Anglijsko ukrayinski slovniki e2u org ua Procitovano 4 zhovtnya 2023 inercialnij Velikij tlumachnij slovnik suchasnoyi ukrayinskoyi movi z dod i dopov uklad i gol red V T Busel 5 te vid K Irpin Perun 2005 ISBN 966 569 013 2