INS vs. GPS: Qual sistema é o melhor para você?

Pontos-chave

• Produto: Sistema de Navegação Inercial (INS) e Sistema de Posicionamento Global (GPS)

  Principais recursos:

  • Componentes: o INS utiliza acelerômetros e giroscópios; O GPS depende de sinais de satélite.
  • Função: INS proporciona navegação autônoma sem sinais externos; O GPS oferece geolocalização precisa com cobertura global.
  • Aplicações: INS é ideal para uso subaquático, subterrâneo e espacial; O GPS é usado em navegação pessoal, militar e rastreamento.
  • Integração: A combinação de INS e GPS aumenta a precisão e a confiabilidade em ambientes complexos.

  Conclusão: A escolha entre INS e GPS depende de necessidades específicas, com muitas aplicações beneficiando da sua integração para soluções de navegação ideais.

Para veículos complexos, como aviões, veículos autônomos, navios, espaçonaves, submarinos e UAVs, é essencial ter um sistema preciso para manter e controlar o movimento perfeito. Dois dos sistemas de navegação mais proeminentes em uso atualmente são o Sistema de Navegação Inercial (INS) e o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Ambos têm vantagens e aplicações exclusivas, mas a escolha do melhor sistema para suas necessidades depende de vários fatores. Este artigo explorará as diferenças, os pontos fortes e os casos de uso ideais de cada sistema para ajudá-lo a tomar uma decisão informada.

Noções básicas sobre INS e GPS

Sistema de navegação inercial (INS):

O localizador norte MEMS pode fornecer informações de direção ao corpo em movimento de maneira totalmente autônoma, trabalhando sem depender de satélites, não sendo afetado pelo clima e não exigindo operações complexas. Ele não apenas fornece a interface de saída de dados para o computador, mas também fornece uma boa interface homem-máquina.

O localizador MEMS North é composto principalmente pelo módulo de medição inercial (IMU) e pela parte da linha, e o diagrama de blocos de hardware é mostrado na Figura 1. A unidade de medição inercial (IMU) é composta por giroscópio e mecanismo rotativo. A parte do circuito é composta principalmente por quatro placas de circuito, incluindo: placa de potência, placa de controle, placa amplificadora de potência e placa de base. A Tabela 1 mostra os componentes do sistema de busca ao norte.

Sistema de Posicionamento Global (GPS):

O Sistema de Posicionamento Global é um sistema de navegação baseado em satélite que fornece geolocalização e informações de tempo para um receptor GPS em qualquer lugar na Terra ou próximo a ela, onde haja uma linha de visão desobstruída para quatro ou mais satélites GPS. O GPS é altamente preciso e fornece informações de posicionamento contínuas, tornando-o ideal para uma ampla gama de aplicações, desde navegação pessoal até operações militares. No entanto, os sinais GPS podem ser obstruídos por edifícios, árvores ou condições atmosféricas, levando a possíveis imprecisões.

A tecnologia GPS é usada principalmente para dados de localização, mapeamento, rastreamento de objetos em movimento, navegação e estimativas e medições de tempo. No entanto, esta informação depende de ligações por satélite e, se o dispositivo GPS não conseguir ligar-se a pelo menos quatro satélites, os dados fornecidos serão insuficientes para a plena funcionalidade operacional.

Pontos fortes e fracos

Pontos fortes do INS:

Independência: Não depende de sinais externos, o que o torna útil em ambientes sem GPS.

Resposta Instantânea: Fornece atualizações imediatas sobre posição e velocidade.

Robustez: Menos suscetível a interferências ou interferências de sinal.

Deriva: Erros acumulados podem levar a imprecisões ao longo do tempo.

Complexidade: Geralmente mais complexos e caros que os sistemas GPS.

Fig.2 Prós e contras de Ins e Gnss

Pontos fortes do GPS:

Precisão: Fornece informações de localização precisas, geralmente a poucos metros.

Cobertura: Cobertura global com atualizações contínuas.

Facilidade de uso: Amplamente disponível e relativamente barato.

Pontos fortes do GPS:

Dependência de Sinal: Requer uma linha de visão clara para os satélites, que podem estar obstruídos.

Vulnerabilidade: Suscetível a interferências, falsificações e interferências.

Combinando INS e GPS

Em muitas aplicações, o INS e o GPS são usados juntos para aproveitar seus pontos fortes complementares. Ao integrar os dados do GPS com o INS, o sistema pode corrigir o desvio do INS e fornecer uma navegação mais confiável e precisa. Esta combinação é particularmente valiosa na aviação, onde a navegação contínua e precisa é crítica, e em veículos autónomos, onde o posicionamento robusto e preciso é essencial para uma operação segura.

Com o rápido desenvolvimento de sistemas microeletromecânicos (MEMS), foram desenvolvidos sistemas de navegação integrados auxiliados por GPS menores e mais portáteis, como os três modelos da Micro-Magic Inc com diferentes níveis de precisão. Entre eles, o sistema de levantamento e nível tático I6600 de altíssima precisão está equipado com um poderoso IMU, capaz de gerar informações de posição, velocidade e atitude altamente precisas.

Conclusão

A escolha entre INS e GPS depende de suas necessidades específicas e do ambiente em que você operará. Se você necessita de um sistema que seja independente de sinais externos e que possa funcionar em ambientes desafiadores, o INS pode ser a melhor escolha. No entanto, se você precisar de informações de posicionamento contínuas e altamente precisas com cobertura global, o GPS é provavelmente a melhor opção. Para muitas aplicações, a combinação de ambos os sistemas pode fornecer a solução ideal, garantindo confiabilidade e precisão na navegação.

Ao compreender os pontos fortes e as limitações de cada sistema, você poderá tomar uma decisão informada e selecionar o sistema de navegação que melhor atenda às suas necessidades.