Mikä on inertiaalinen mittausyksikkö?

Hitausmittausyksikkö (IMU) on keskeinen osa lentokoneissa, avaruusaluksissa ja vesikulkuneuvoissa käytettäviä navigointilaitteita. He käyttävät kiihtyvyysmittaria, sähköisiä raportointimekanismeja ja gyroskooppeja analysoidakseen ja mitatakseen kiihtyvyysnopeuksia, pyörimismuutoksia ja suuntautumista. IMU -laitteita käytetään myös ohjattujen ohjustenavigointijärjestelmissä. Hitausmittausyksikköä käytetään painovoimien, yleisesti g-voimien, mittaamiseen.

Inertiaalinen mittausyksikkö mittaa gravitaatiovoimia ja pystyy tuottamaan mittausaikatauluja samalla tavalla kuin inertia-navigointiyksiköt (INU) gyroskooppien ja kiihtyvyysmittarien avulla. Hitausmittausyksikön toimittamat tietueet välitetään tietokoneelle, joka voi sitten laskea ajoneuvon sijainnin raportoidun nopeuden, suuntatietueiden ja kuluneen ajan perusteella. Tämä sijaintitietue voidaan myös siirtää suoraan sähköiseen kartoitusjärjestelmään, jotta kuljettaja tai lentäjä saa maantieteellisen sijainnin. Tämä navigointimenetelmä on luonteeltaan samanlainen kuin globaalit paikannusjärjestelmät (GPS), mutta se poistaa tarpeen ulkoisesta kosketuksesta satelliittipaikannuslaitteisiin, mikä vastaa hyvin tunnettua termiä kuollut laskenta.

Yksi ongelma, jonka inertiamittausyksiköt ovat tiedetty kärsivän, on sijainnin ajautuminen, jolloin tallennuksen inkrementaaliset virheet siirretään seuraavaan mittausjoukkoon. Tämä sijainnin poikkeama – jota kutsutaan kertyneeksi virheeksi – voi aiheuttaa joitakin epätarkkuuksia raportoidussa paikassa, etenkin pidemmän ajan kuluessa. Navigointijärjestelmien lisäkomponentit on suunniteltu korjaamaan nämä lisävirheet, mukaan lukien magneettiset kompassit, ulkoisesti asennetut nopeusanturit ja GPS -ohjaus.

Yleensä eri metallien laatikoissa sijaitsevat inertiamittausyksiköt jakavat yleensä tilaa kolmen gyroskoopin ja kolmen kiihtyvyysmittarin kanssa. On olemassa useita valmistajia, jotka tuottavat mittayksiköitä eri tyyleillä ja eri tarkkuustasoilla. Jotkut inertiamittausyksiköt on rakennettu erityissovelluksia varten, kuten miniatyyri -inertiamittausyksikkö (MIMU). MIMU kehitettiin erityisesti käytettäväksi avaruusmatkoilla avaruusaluksen vakauden hallitsemiseksi. MIMU -laitteita käytetään satelliittiohjauksessa, kuumoduuleissa ja itse avaruuskuljetuksissa.

Olennaista navigointilaitteita, inertiamittausyksikköä voidaan käyttää sekä miehitettyjen että miehittämättömien alusten ohjaamiseen. Yksiköitä käytetään useimmissa kelluvissa veneissä sekä useissa lentokoneen navigointijärjestelmissä. Tekniikkaa käytetään myös abstrakteissa sovelluksissa, kuten liiketallennustekniikassa ja kiinteänä osana Segwayn henkilökohtaista kuljetuslaitetta.