Por que devemos usar GNSS/INS MEMS?

Pontos-chave

Produto: GNSS/INS MEMS da Micro-Magic Inc., incluindo o modelo I3500 para aplicações de mapeamento.

Características:

• Tamanho: Compacto e leve para fácil integração.
• Precisão: instabilidade de polarização de 2,5°/h, caminhada aleatória angular de 0,028°/√h
• Acelerômetro MEMS: alcance de ±6g, instabilidade de polarização zero <30 μg
• Integração GNSS para posicionamento absoluto

Vantagens: Custo-benefício, baixo consumo de energia, posicionamento flexível, ideal para diversas aplicações como drones e aeronaves, aprimorando a precisão da navegação por meio da fusão de dados INS e GNSS.

Comparado a outras soluções de INS, um GNSS/INS baseado em MEMS apresenta tamanho, peso, consumo de energia e custo reduzidos. Os INS baseados em MEMS são adequados para a maioria das aplicações, incluindo, entre outras: levantamentos marítimos, levantamentos topográficos, veículos terrestres não tripulados (UGVs), helicópteros, direcionamento por antena, topografia, robótica e drones. Este artigo destaca cinco benefícios principais do uso de GNSS/INS baseado em MEMS.

O que é MEMS GNSS/INS?

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).

As vantagens e desvantagens do INS e do GNSS são complementares. Portanto, a combinação das duas tecnologias aproveita seus pontos fortes para fornecer parâmetros de navegação contínuos, de alta largura de banda, precisos a curto e longo prazo. Em sistemas de navegação integrados INS/GNSS ou GNSS/INS, as medições do GNSS suprimem a deriva da navegação inercial, enquanto o INS suaviza os resultados da navegação GNSS e compensa as interrupções do sinal.

Cinco razões para usar MEMS GNSS/INS

Os processos de fabricação de dispositivos MEMS são altamente econômicos devido às técnicas de produção em massa utilizadas na indústria de semicondutores. Isso resulta em custos de produção mais baixos, tornando os sistemas de navegação inercial (INS) MEMS mais acessíveis para uma ampla gama de aplicações na aviação. Um sistema GNSS/INS MEMS não é tão caro quanto um sistema de navegação inercial baseado em giroscópio de fibra óptica (FOG).

Leve e pequeno

Por natureza, os MEMS são construídos em escala minúscula e medem em micrômetros. Isso torna um INS baseado em MEMS ideal para veículos ou máquinas que precisam de uma carga útil pequena.

Tomemos como exemplo a aviação: o tamanho compacto dos dispositivos MEMS GNSS/INS os torna ideais para uso em aeronaves, onde o espaço é um recurso valioso. Isso permite uma integração mais fácil aos sistemas existentes e maior flexibilidade no projeto da aeronave, liberando espaço para equipamentos ou carga adicionais. A leveza dos sistemas MEMS INS contribui para a redução do peso total da aeronave, o que é crucial para aumentar a eficiência de combustível e o desempenho. Sistemas de navegação mais leves permitem maior capacidade de carga útil e maior alcance da aeronave.

Posicionamento flexível

A natureza mais compacta da tecnologia MEMS também permite que o INS seja montado em posições variáveis. A natureza compacta e eficiente dos INS MEMS os torna adequados para integração com sistemas eletrônicos e de automação avançados. Essa adaptabilidade apoia o desenvolvimento de sistemas de gerenciamento mais sofisticados e aprimora a funcionalidade geral das aeronaves modernas.

Baixo consumo de energia

A tecnologia MEMS avançou a tal ponto que permite reduzir o consumo de energia, utilizando ciclos de energia e modos de baixo consumo. Os dispositivos GNSS/INS MEMS são projetados para consumir menos energia em comparação com as soluções INS tradicionais. Essa redução no consumo de energia é benéfica para o sistema elétrico, resultando em custos operacionais mais baixos e maior eficiência energética. Para aplicações alimentadas por bateria, como veículos aéreos não tripulados (VANTs) ou aeronaves menores, o menor consumo de energia do INS MEMS prolonga a duração das missões e as capacidades operacionais, permitindo voos mais longos e reduzindo a necessidade de recargas frequentes.

Integração GNSS

Com qualquer tipo de sistema de navegação inercial, um GNSS/INS MEMS não consegue determinar a posição absoluta. Por si só, o INS MEMS consegue determinar a posição relativa do veículo a partir de um ponto de partida conhecido, levando em consideração a distância percorrida e a orientação. Quando um INS MEMS é combinado com um GNSS (sistema global de navegação por satélite), ele aproveita a tecnologia de satélite para determinar com precisão a posição absoluta na Terra. Com essas duas tecnologias de navegação trabalhando em conjunto, os pontos fortes de ambas permitem um alto nível de precisão.

Uma excelente solução

A Micro-Magic Inc. está na vanguarda da tecnologia de navegação inercial e lançou recentemente três produtos MEMS INS com auxílio de GNSS, com diferentes níveis de precisão (nível de mapeamento, nível tático e nível industrial). Notavelmente, o MEMS INS I3500, de nível de mapeamento, apresenta uma instabilidade de polarização de 2,5°/h e uma variação angular aleatória de 0,028°/√h, além de um acelerômetro MEMS de alta precisão com ampla faixa de medição (±6g, instabilidade de polarização zero). <30 μg).