O que é um sistema de navegação inercial? Como funciona?

Sistemas de Navegação Inercial, diferentemente de outros sistemas de navegação, não dependem de medições externas (rádio). Em vez disso, um INS acompanha sua posição medindo com precisão a aceleração (acelerômetros) e a rotação (giroscópios). Portanto, ele funciona em áreas remotas onde não há auxílios à terra disponíveis.

Inicialmente, o INS obtém sua posição a partir da entrada do piloto no gate, ou em sistemas mais recentes do GPS, às vezes até durante o vôo. Medindo todas as acelerações e rotações e integrando-as na velocidade e direção, a posição é rastreada. Ao fazer isso, o INS tem que corrigir a rotação da Terra e a força relacionada de Coriolis.

Devido a pequenas imprecisões nas medições, o erro de velocidade e, com isso, os erros de posição crescem com o tempo.

Wikipedia tem um artigo bastante detalhado sobre a história e o funcionamento do INS.

Embora a posição INS em bruto tenha sido substituída principalmente por medições de GPS em vôos oceânicos, o sistema não está sendo eliminado. O GPS é um sistema sensível e ao cruzar com o INS, erros podem ser detectados em ambos os sistemas. É frequentemente usado como backup para o GPS.

Os sistemas GPS / INS integrados proporcionam uma melhor integridade dos sistemas e permitem que o sistema de navegação atravesse interrupções curtas de GPS com altas precisões. Além disso, os giroscópios (laser) do INS são freqüentemente usados para fornecer dados para os displays de horizonte artificial digital no cockpit e para os sistemas de voo automático. Neste caso, o termo Unidade de Referência Inercial (IRU) é usado, que serve de base para o INS.

Sistema de Navegação por Inercial ele usa um movimento de planos como detectado por acelerômetros e giroscópios a bordo para descobrir aonde está indo sem usar pontos de referência externos.

Um avião tem um determinado rumo e velocidade conhecidos, quando os aviões fazem uma curva, acertam um vento de proa, ... acelerômetros e giroscópios detectam a mudança no movimento e orientação e atualizam de acordo. Isso significa que a precisão inicial depende de quão precisas são a velocidade de posição inicial e o cabeçalho quando o INS é inicializado. Os acelerômetros e giroscópios têm granularidade / precisão limitada e extrapolar sua posição a partir de mudanças angulares relativas irá compor um erro anterior imensamente.

Por exemplo, se o sistema estiver desligado em 1 grau em um turno, depois de 500 milhas, ele será desligado por (500 * crd (1 °) = 500 * 2 * sin (0.5 °) =) 8.7 milhas assumindo que todas as outras informações estejam corretas. (este exemplo não está totalmente correto, pois os giroscópios medem a taxa de giro ao invés do ângulo real girado)

O INS é usado principalmente como uma fonte suplementar de dados de navegação e como um retorno quando outras fontes não estão disponíveis.