Qual é a diferença entre IMU (Inertial Measurement Unit) e AHRS (Attitude and Heading Reference System)?

Um INS calcula e atualiza a posição do veículo (latitude e longitude), juntamente com a orientação. Ele precisa ser inicializado no chão, com a aeronave completamente parada.

Um AHRS não registra / atualiza a posição. Ele produz somente a orientação em tempo real (atitude e rumo). Assim, pode ser inicializado em vôo.

( Fonte da imagem )

A imagem mostra o painel INS de um Boeing 747-400, observe a opção ATT (Attitude), que é um modo somente AHRS. O NAV inclui tanto o AHRS quanto a navegação.

O ATT pode ser iniciado em vôo, requer uma entrada manual para o rumo enquanto voa direto e nivelado. Em outras palavras, um INS inclui a funcionalidade AHRS.

^{Sidenote on terminology: INS nowadays is predominantly used to describe an Inertial Platform, Inertial Reference System (IRS), and Inertial Reference Unit (IRU/IMU); and often used to describe all three of these units (as one system) typically installed on a single aircraft.}

    

A partir deste website:

Ellipse2-A: Miniature AHRS

Ellipse2-A is a small-sized high performance Attitude and Heading Reference System (AHRS). It provides Roll, Pitch, Heading, and Heave data.

This light-weight sensor (45 grams) includes a MEMS-based Inertial Measurement Unit (IMU) integrating three gyroscopes, three magnetometers, and three accelerometers. Running an extended Kalman filter (EKF), the Ellipse-A provides accurate orientation data in both static and dynamic conditions.

Assim, a partir desta definição, a IMU é o sensor definido em seis graus de liberdade medindo nos eixos da aeronave, e o AHRS fornece rolagem, inclinação, rumo e altitude nos eixos da terra. A diferença é um conjunto de transformações de eixos que são processadas dentro da unidade.

Do mesmo site:

Ellipse2-N is a small-sized high performance Inertial Navigation System (INS) with integrated GNSS receiver. It provides Roll, Pitch, Heading, Heave, and Navigation data.

Assim, a diferença entre o AHRS e o INS é que o segundo fornece dados adicionais de lat / lon com base em coordenadas de GPS obtidas de um receptor embutido.

O clássico sistema de navegação inercial dos anos 70 em aeronaves usava giroscópios muito estáveis mais acelerômetros para detectar mudanças no 6-DoF em eixos de aeronaves. Essas mudanças foram integradas em mudanças de posições e adicionadas à posição de referência onde o sistema foi inicializado. Sistemas de IRS pré-datam o uso de microprocessadores, costumava ser feito por circuitos integradores analógicos e outras coisas analógicas muito inteligentes em placas de circuito impresso. No entanto, o uso de sinais integrados significa acúmulo de erros, como marinheiros experimentaram quando eles integraram a velocidade dos nós de suas cordas na posição de navegação e, em seguida, colidiram com a costa oeste da Austrália devido ao erro de posição acumulado.

Portanto, hoje em dia, não apenas os giroscópios giratórios são substituídos pelos giroscópios de anel laser, os erros de posição podem ser anulados pela comparação dos resultados com os dados do GPS. Os dados do GPS não podem ser usados diretamente para o controle do piloto automático devido ao atraso nos sinais. Os sensores de inércia fornecem resultados com uma resposta de alta frequência e os erros de integração podem ser anulados dos sinais do GPS e do magnetômetro.