Was ist ein Trägheitsnavigationssystem? Wie funktioniert es?

In dieser Frage stellt die Antwort fest, dass einige ADS-B-Systeme mit Trägheitsnavigationssystemen (INS) verbunden sind, und besagt, dass sie weniger genau als GPS sind. Was genau ist ein INS?

Ein paar Unterfragen:

  • Warum ist es weniger genau?
  • Der andere Beitrag erwähnt, dass sie dazu neigen, mit zunehmendem Alter Vorurteile zu entwickeln, warum ist das so?
  • Werden sie auslaufen? Oder werden sie als Backup verwendet?
Hast du das gelesen? en.wikipedia.org/wiki/Inertial_navigation_system Was ein INS ist, ist nicht wirklich etwas für SE.
@AsheeshR - lol, "Willkommen im Internet Jay" oder? Nein, ich habe Wikipedia vergessen, als ich eine Frage gestellt habe. Der Artikel beantwortet die ersten paar Punkte ganz gut, aber nicht den letzten. Außerdem würde ich gerne eine Antwort von einem Luftfahrtexperten hören. Trotzdem danke für den Link, das hat mir beim Verständnis sehr geholfen.
INS ist einfach nur seltsam. Es weiß, wo es ist, indem es weiß, wo es angefangen hat und wo es gerade nicht ist.

Antworten (2)

Trägheitsnavigationssysteme sind im Gegensatz zu anderen Navigationssystemen nicht auf externe (Funk-)Messungen angewiesen. Stattdessen verfolgt ein INS seine Position, indem es Beschleunigung (Beschleunigungsmesser) und Drehung (Gyroskope) genau misst. Es funktioniert daher in abgelegenen Gebieten, in denen keine bodengestützten Navigationshilfen verfügbar sind.

Anfänglich erhält das INS seine Position von Piloteneingaben am Flugsteig oder in neueren Systemen von GPS, manchmal sogar während des Fluges. Indem alle Beschleunigungen und Drehungen gemessen und in Geschwindigkeit und Richtung integriert werden, wird die Position verfolgt. Dabei muss das INS die Erdrotation und die damit verbundene Coriolis-Kraft korrigieren.

Durch kleine Ungenauigkeiten in den Messungen wächst der Geschwindigkeitsfehler und damit der Positionsfehler mit der Zeit.

Wikipedia hat einen recht ausführlichen Artikel über die Geschichte und Arbeitsweise des INS.

Während die rohe INS-Position hauptsächlich durch GPS-Messungen auf Hochseeflügen ersetzt wurde, wird das System nicht auslaufen. GPS ist ein empfindliches System und durch den Abgleich mit INS können Fehler in beiden Systemen erkannt werden. Es wird oft als Backup für GPS verwendet.

Integrierte GPS/INS-Systeme bieten eine bessere Systemintegrität und ermöglichen es dem Navigationssystem, kurze GPS-Ausfälle mit hoher Genauigkeit zu überstehen. Darüber hinaus werden die (Laser-)Gyroskope des INS häufig verwendet, um Daten für die digitalen künstlichen Horizontanzeigen im Cockpit und für die Autoflugsysteme bereitzustellen. In diesem Fall wird der Begriff Inertial Reference Unit (IRU) verwendet, der als Grundlage für das INS dient.

Obwohl er das nicht gefragt hat, was ist der Unterschied zwischen einem INS und einem IRS? Ich höre die Begriffe fast synonym verwendet.
@Lnafziger Der INS ist der Begriff, der für die traditionellen Systeme verwendet wird, die auf kardanisch aufgehängten Gyroskopen basieren, die speziell für die Navigation entwickelt wurden. IRS ist die Bezeichnung für moderne Systeme auf Basis von Lasergyroskopen. Das IRS ist das Herzstück der Trägheitsreferenzeinheit, die dasselbe tut wie das INS, aber auch Daten für den künstlichen Horizont und die Autoflight-Systeme liefert. Bei Airbus- und Boeing-Flugzeugen ist es jetzt in den Air Data Computer integriert und heißt ADIRU.

Das Trägheitsnavigationssystem verwendet eine Flugzeugbewegung, die von bordeigenen Beschleunigungsmessern und Gyroskopen erfasst wird, um ohne externe Referenzpunkte herauszufinden, wohin es geht.

Ein Flugzeug hat einen bestimmten bekannten Kurs und eine bestimmte Geschwindigkeit, wenn das Flugzeug eine Kurve macht, auf Gegenwind trifft, ... Beschleunigungsmesser und Gyroskope erkennen die Änderung der Bewegung und Ausrichtung und aktualisieren sie entsprechend. Dies bedeutet, dass die anfängliche Genauigkeit davon abhängt, wie genau die Geschwindigkeit und der Kurs der anfänglichen Position sind, wenn INS initialisiert wird. Die Beschleunigungsmesser und Gyroskope haben eine begrenzte Körnigkeit/Genauigkeit und die Extrapolation Ihrer Position aus relativen Winkeländerungen wird einen früheren Fehler immens verstärken.

Wenn das System zum Beispiel in einer Kurve um 1 Grad abweicht, dann ist es nach 500 Meilen um (500* crd (1°)=500*2*sin(0,5°)=) 8,7 Meilen abgeschaltet, vorausgesetzt, alle anderen Informationen sind korrekt . (Dieses Beispiel ist nicht ganz korrekt, da die Kreisel die Drehgeschwindigkeit und nicht den tatsächlichen Drehwinkel messen.)

INS wird hauptsächlich als zusätzliche Quelle für Navigationsdaten und als Ausweichlösung verwendet, wenn andere Quellen nicht verfügbar sind.

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