Τι είναι η μονάδα αδρανειακής μέτρησης;

Μια αδρανειακή μονάδα μέτρησης (IMU) είναι ένα βασικό συστατικό του εξοπλισμού πλοήγησης που χρησιμοποιείται σε αεροπλάνα, διαστημόπλοια και θαλάσσια οχήματα. Χρησιμοποιούν επιταχυνσιόμετρα, ηλεκτρικούς μηχανισμούς αναφοράς και γυροσκόπια για την ανάλυση και τη μέτρηση των ρυθμών επιτάχυνσης, της περιστροφικής αλλαγής και του προσανατολισμού. Οι IMU χρησιμοποιούνται επίσης σε καθοδηγούμενα συστήματα πλοήγησης πυραύλων. Η μονάδα μέτρησης αδράνειας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση βαρυτικών δυνάμεων, που συνήθως αναφέρονται ως δυνάμεις g.

Λειτουργώντας με παρόμοιο τρόπο με τις μονάδες αδρανειακής πλοήγησης (INU) μέσω μιας σειράς γυροσκόπιων και επιταχυνσιόμετρων, η μονάδα αδρανειακής μέτρησης μετρά τις δυνάμεις βαρύτητας και είναι σε θέση να παράγει εγγραφές χρονικής γραμμής των μετρήσεων. Οι εγγραφές που παρέχονται από μια αδρανειακή μονάδα μέτρησης διαβιβάζονται σε έναν υπολογιστή, ο οποίος μπορεί στη συνέχεια να υπολογίσει τη θέση του οχήματος με βάση την αναφερόμενη ταχύτητα, τις εγγραφές κατεύθυνσης και τον χρόνο που έχει παρέλθει. Αυτή η εγγραφή θέσης μπορεί επίσης να μεταφερθεί απευθείας σε ένα ηλεκτρονικό σύστημα χαρτογράφησης για να παρέχει στον χειριστή ή τον χειριστή μια γεωγραφική θέση. Αυτή η μέθοδος ελέγχου πλοήγησης είναι παρόμοια στη φύση με τα παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS), αλλά αναιρεί την ανάγκη για εξωτερική επαφή με εγκαταστάσεις δορυφορικού εντοπισμού θέσης, κάτι που παραπέμπει στον γνωστό όρο, νεκρός απολογισμός.

Ένα πρόβλημα αδρανειακών μονάδων μέτρησης που είναι γνωστό ότι υποφέρουν είναι η μετατόπιση θέσης, όπου τα αυξητικά σφάλματα στην καταγραφή μεταφέρονται στο επόμενο σύνολο μετρήσεων. Αυτή η μετατόπιση θέσης — που αναφέρεται ως συσσωρευμένο σφάλμα — μπορεί να οδηγήσει σε ορισμένες ανακρίβειες στην αναφερόμενη τοποθεσία, ιδιαίτερα σε μεγαλύτερες χρονικές περιόδους. Πρόσθετα στοιχεία των συστημάτων πλοήγησης έχουν σχεδιαστεί για να διορθώνουν αυτά τα πρόσθετα σφάλματα, συμπεριλαμβανομένων των μαγνητικών πυξίδων, των εξωτερικά τοποθετημένων αισθητήρων ταχύτητας και του ελέγχου GPS.

Συνήθως στεγάζονται σε κουτιά διαφόρων μετάλλων, οι αδρανειακές μονάδες μέτρησης συνήθως μοιράζονται χώρο με τρία γυροσκόπια και τρία επιταχυνσιόμετρα. Υπάρχουν αρκετοί κατασκευαστές που παράγουν τις μονάδες μέτρησης σε διαφορετικά στυλ και με διαφορετικά επίπεδα ακρίβειας. Ορισμένες μονάδες αδρανειακής μέτρησης κατασκευάζονται για συγκεκριμένες εφαρμογές, όπως η μικροσκοπική μονάδα μέτρησης αδράνειας (MIMU). Το MIMU αναπτύχθηκε ειδικά για να χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια του διαστημικού ταξιδιού για να παρέχει έλεγχο σταθερότητας στο διαστημόπλοιο. Τα MIMU χρησιμοποιούνται στον δορυφορικό έλεγχο, στις σεληνιακές μονάδες και στα ίδια τα διαστημικά λεωφορεία.

Ένα βασικό στοιχείο του εξοπλισμού πλοήγησης, η μονάδα μέτρησης αδράνειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο τόσο επανδρωμένων όσο και μη επανδρωμένων σκαφών. Οι μονάδες χρησιμοποιούνται στην πλειονότητα των πλωτών σκαφών καθώς και σε μεγάλο αριθμό συστημάτων πλοήγησης αεροπλάνων. Η τεχνολογία χρησιμοποιείται επίσης σε πιο αφηρημένες εφαρμογές, όπως για την τεχνολογία καταγραφής κίνησης και ως αναπόσπαστο μέρος της προσωπικής συσκευής μεταφοράς Segway.