Sistema de Navegação Inercial

O posicionamento em tempo real com precisão centimétrica é crucial em áreas como direção autônoma, agricultura de precisão e levantamentos com drones. O sistema GNSS/INS de antena dupla I3700 da Micro-Magic aprimora a tecnologia RTK ao superar limitações como a oclusão de sinal, permitindo uma navegação precisa e confiável em ambientes complexos. Este sistema impulsiona aplicações de última geração com posicionamento robusto.Em áreas impulsionadas pela tecnologia digital, como direção autônoma, agricultura de precisão e levantamentos com drones, o posicionamento em tempo real com precisão centimétrica tornou-se um requisito fundamental. A tecnologia RTK (Cinemática em Tempo Real) reduz os erros de posicionamento do GPS tradicional de metros para centímetros por meio da colaboração entre a estação base e o receptor móvel. O surgimento do Sistema Integrado de Navegação GNSS/INS de Alto Desempenho com Antena Dupla I3700 da Micro-Magic aprimora a adaptabilidade e a confiabilidade do RTK, inaugurando uma nova era de posicionamento de alta precisão.I. Principais avanços da tecnologia RTKO sistema RTK alcança posicionamento preciso através da colaboração entre a estação base e o veículo explorador (rover):Estação base: posicionada em coordenadas conhecidas, calcula em tempo real os erros do sinal de satélite (por exemplo, atraso atmosférico, deriva do relógio).Rover: Recebe dados de correção de erros da estação base e os combina com suas próprias observações para um posicionamento com precisão centimétrica.Desempenho em tempo real: Transmissão de dados via protocolos 4G/NTRIP com

Descubra as 5 principais vantagens da tecnologia MEMS GNSS/INS, incluindo custo-benefício, design leve e alta precisão. Ideal para drones, aviação e topografia. Na tecnologia de navegação moderna, o MEMS GNSS/INS (Sistema Global de Navegação por Satélite/Sistema de Navegação Inercial Microeletromecânico) tornou-se gradualmente a solução preferida em inúmeras áreas de aplicação devido às suas vantagens exclusivas. Seja para levantamentos marítimos, medições terrestres ou navegação para veículos aéreos não tripulados (VANTs), robôs ou helicópteros, o MEMS GNSS/INS oferece desempenho excepcional. Hoje, vamos falar sobre suas cinco principais vantagens. I. O que é MEMS GNSS/INS?O MEMS GNSS/INS é uma tecnologia que integra o sistema de navegação inercial MEMS (MINS) com o sistema global de navegação por satélite (GNSS). Combinando as vantagens de ambos, ele pode fornecer informações de alta precisão de posição (Position), velocidade (Velocity) e atitude (Attitude), abreviadas como PVA.GNSS: Fornece informações de posição absoluta por meio de sinais de satélite, mas é suscetível a interferências ou interrupções desses sinais.INS: Baseado em sensores inerciais, ele pode fornecer dados de movimento continuamente, mas apresenta o problema de acúmulo de erros. A complementaridade entre os dois permite que o sistema integrado não só suprima a deriva da navegação inercial, mas também compense a instabilidade dos sinais GNSS, alcançando assim uma navegação de alta precisão tanto a curto como a longo prazo. II. Análise das cinco principais vantagens1. Alta relação custo-benefícioA fabricação de dispositivos MEMS adota a tecnologia de produção em larga escala da indústria de semicondutores, o que reduz significativamente o custo de produção. Comparado com sistemas de navegação inercial tradicionais, como giroscópios de fibra óptica (FOG), o preço do GNSS/INS MEMS é mais acessível e adequado para uma gama mais ampla de aplicações na aviação e em outros campos. 2. Leve e portátilA principal característica da tecnologia MEMS é a miniaturização, com seu tamanho tipicamente medido em micrômetros. Esse tamanho compacto a torna uma escolha ideal para dispositivos com espaço limitado, como drones ou pequenas aeronaves. O design leve não só reduz a carga total, como também aumenta a eficiência de combustível e o desempenho de voo. 3. Instalação flexívelA compacidade do GNSS/INS MEMS permite sua adaptação a diversas posições de instalação, seja fixado na asa, fuselagem ou outros espaços confinados, e sua fácil integração. Essa flexibilidade proporciona mais possibilidades para o projeto de sistemas aviônicos modernos e equipamentos de automação. 4. Design de baixo consumo de energiaO avanço da tecnologia MEMS reduziu significativamente o consumo de energia. Através da otimização dos ciclos de alimentação e dos modos de baixo consumo, o consumo energético dos sistemas GNSS/INS MEMS é muito menor do que o dos sistemas de navegação inercial tradicionais. Para dispositivos alimentados por baterias (como drones), isso significa maior tempo de missão e menos necessidade de recarga, aumentando significativamente a eficiência operacional. 5. A integração do GNSS aumenta a precisão.Os sistemas de navegação inercial (INS) MEMS simples só conseguem calcular a trajetória de movimento com base em posições relativas, enquanto o GNSS fornece posicionamento absoluto. A combinação dos dois não só compensa as deficiências um do outro, como também corrige os erros acumulados do INS MEMS por meio de algoritmos de filtragem, resultando em uma navegação de maior precisão. III. Solução excepcional: Micro-Magic MEMS INSComo líder em tecnologia de navegação inercial, a Micro-Magic lançou três produtos INS MEMS com assistência GNSS, com diferentes níveis de precisão, atendendo às necessidades de aplicações topográficas, táticas e industriais. Dentre eles, o produto IF3500, de nível topográfico, destaca-se particularmente:Estabilidade de polarização zero: 0,06°/horaPrecisão da medição de elevação: 5 cm ou 1%Acelerômetro MEMS de alta precisão, com alcance de ±10g e instabilidade de polarização zero. < 30µg Este produto proporciona uma integração perfeita entre GNSS e INS, fornecendo não apenas informações de navegação de alta precisão a curto prazo, mas também corrigindo erros a longo prazo utilizando GNSS. É a escolha ideal para diversas aplicações de alta precisão. 四、ConclusãoO GNSS/INS MEMS, com suas características de baixo custo, leveza, instalação flexível, baixo consumo de energia e alta precisão, está redefinindo a tecnologia de navegação moderna. Ele pode agregar valor significativo aos usuários em áreas como aviação, topografia e automação. Se você busca uma solução de navegação eficiente e confiável, o GNSS/INS MEMS certamente merece ser considerado!IF3600Seja qual for a sua necessidade, a Micro-Magic está ao seu lado.IF3500Seja qual for a sua necessidade, a Micro-Magic está ao seu lado.IF3700Seja qual for a sua necessidade, a Micro-Magic está ao seu lado. 

Pontos-chaveProduto: Inversor MEMS com auxílio de GNSS I3500Principais características:Componentes: IMU MEMS de baixo custo, módulo de posicionamento por satélite com antena dupla, magnetômetros e barômetro.Função: Fornece dados de navegação de alta precisão, mantendo o desempenho durante interrupções do GNSS.Aplicações: Adequado para drones, navegação autônoma, levantamento topográfico e análise de movimento.Navegação inercial: Combina medições inerciais para o cálculo de posição, velocidade e atitude.Conclusão: O I3500 exemplifica a integração de sistemas de navegação inercial MEMS e GNSS, aprimorando a confiabilidade e a precisão da navegação em diversos setores. A navegação integrada MINS/GNSS refere-se à fusão de informações provenientes tanto do MINS (Sistema de Infraestrutura Mecânica e Eletrônica) quanto do GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite). Essa integração combina os pontos fortes de ambos os sistemas para que se complementem e alcancem resultados precisos de PVA (Posição, Velocidade e Atitude).Classificação de sistemas de navegação inercial MEMSApós mais de 30 anos de desenvolvimento, a tecnologia inercial MEMS avançou rapidamente e encontrou ampla aplicação. Diversos dispositivos inerciais MEMS práticos e sistemas de navegação inercial MEMS (INS) surgiram, sendo amplamente utilizados em áreas como as indústrias aeroespacial, marítima e automotiva. Giroscópios MEMS de nível tático (com estabilidade de polarização de 0,1°/h a 10°/h, 1σ) e acelerômetros MEMS de alta precisão (com estabilidade de polarização de 10⁻⁵g a 10⁻⁶g, 1σ) marcaram a entrada dos sistemas de navegação inercial MEMS de nível tático na fase de aplicação prática.De forma geral, os sistemas inerciais MEMS podem ser classificados em três níveis: Conjunto de Sensores Inerciais (ISA), Unidade de Medição Inercial (IMU) e Sistema de Navegação Inercial (INS), conforme ilustrado na Figura 1.Figura 1. Três níveis de memórias em (2)ISA MEMS: Composta exclusivamente por três giroscópios MEMS e três acelerômetros MEMS, ela não possui a capacidade de operar de forma independente.IMU MEMS: Baseia-se na arquitetura MEMS adicionando conversores A/D, chips de processamento matemático e programas específicos, permitindo que ela colete e processe informações inerciais de forma independente.Sistema de Inversão de Navegação MEMS (INS MEMS): Expande ainda mais o conceito do Sistema de Inversão de Medição MEMS (IMU MEMS) ao incorporar transformação de coordenadas, processos de filtragem e módulos auxiliares, que normalmente incluem magnetômetros e placas receptoras GNSS. Sensores auxiliares como magnetômetros são particularmente importantes para auxiliar no alinhamento do INS MEMS e aprimorar seu desempenho.Os três novos modelos de MEMS INS (Micro-Magic Inc-Mechanical System Inertial Navigation System) lançados pela Ericco, mostrados na imagem abaixo, são adequados para aplicações em drones, gravadores de voo, veículos não tripulados inteligentes, posicionamento e orientação de leitos rodoviários, detecção de canais, veículos de superfície não tripulados e veículos subaquáticos.Figura 2. Os três novos modelos de MEMS Ins da Ericco.Como funciona o sistema de navegação inercial MEMS auxiliado por GNSSO GNSS fornece aos usuários informações de posição e tempo absolutas de alta precisão em qualquer condição climática, enquanto os sistemas de navegação inercial (INS) oferecem alta resolução de curto prazo e grande autonomia. Suas características complementares aprimoram o desempenho geral: o INS pode aproveitar sua alta precisão de curto prazo para fornecer ao GNSS informações de navegação mais contínuas e completas, enquanto o GNSS pode ajudar a estimar parâmetros de erro do INS, como o viés, obtendo assim observações mais precisas e reduzindo a deriva do INS.Figura 3. Três níveis de isolamento de memória.Especificamente, o GNSS utiliza sinais de satélites em órbita para calcular posição, tempo e velocidade. Desde que a antena tenha visibilidade direta para pelo menos quatro satélites, a navegação GNSS atinge excelente precisão. Quando a visibilidade dos satélites é obstruída por obstáculos como árvores ou edifícios, a navegação torna-se pouco confiável ou impossível.O INS calcula as mudanças de posição relativa ao longo do tempo usando informações de taxa angular e aceleração da unidade de medição inercial (IMU). A IMU é composta por seis sensores complementares dispostos em três eixos ortogonais. Cada eixo possui um acelerômetro e um giroscópio. Os acelerômetros medem a aceleração linear, enquanto os giroscópios medem a taxa de rotação. Com esses sensores, a IMU pode medir com precisão seu movimento relativo no espaço tridimensional.O INS utiliza essas medições para calcular a posição e a velocidade. Outra vantagem das medições da IMU é que elas fornecem soluções angulares em torno dos três eixos. O INS converte essas soluções angulares em atitudes locais (rolagem, inclinação e guinada), fornecendo esses dados juntamente com a posição e a velocidade.Figura 4. Sistema de coordenadas do corpo da Unidade de Medição InercialO RTK (Real-Time Kinematic) é um algoritmo de posicionamento GNSS de alta precisão já consolidado, capaz de atingir precisão em nível centimétrico em ambientes abertos. No entanto, em ambientes urbanos complexos, obstruções e interferências de sinal reduzem a taxa de detecção de ambiguidade, levando a uma diminuição da capacidade de posicionamento. Portanto, a pesquisa de sistemas de posicionamento integrados GNSS RTK e INS é crucial para áreas como navegação autônoma, topografia e cartografia, e análise de movimento.O I3500, recém-lançado pela Micro-Magic Inc., é um sistema INS MEMS com auxílio de GNSS de baixo custo, equipado com uma IMU MEMS de alta confiabilidade e um módulo de posicionamento e direcionamento por satélite de banda completa com antena dupla. Ele também integra magnetômetros e um barômetro, que podem calcular o ângulo de atitude e auxiliar o drone a navegar até a altitude desejada.ConclusãoA integração de Sistemas de Navegação Inercial (INS) MEMS com a tecnologia GNSS aprimora significativamente a precisão da navegação, combinando os pontos fortes de ambas as tecnologias. O INS MEMS, com seu rápido avanço, é hoje amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial, marítima e automotiva. O GNSS proporciona posicionamento preciso, enquanto o INS MEMS garante navegação contínua, mesmo durante interrupções do GNSS.O I3500 da Micro-Magic Inc exemplifica essa integração, oferecendo dados de navegação de alta precisão, ideais para navegação autônoma, levantamentos topográficos e análise de movimento.Em resumo, a integração de GNSS e MEMS INS revoluciona a navegação, melhorando a precisão, a confiabilidade e a versatilidade em diversas aplicações. I3500Sistema de Navegação Inercial I3500 com Giroscópio MEMS de 3 Eixos de Alta Precisão