Увеличаването на изискванията за координатни системи определя необходимостта от разработване на нови принципи за навигация. По-специално, едно от условията, които диктуват настоящето, е въвеждането на относително независими средства за измерване на местоположението на целевите обекти. Тези възможности осигуряват инерционна навигационна система, която елиминира необходимостта от използване на сигнали от радиомаяци и спътници.
Обща информация за технологиите
Инерционната навигация се основава на законите на механиката, които позволяват да се записват параметрите на движението на телата по отношение на установената референтна система. За първи път този принцип на навигация се прилага сравнително скоро в корабните жирокомпаси. С подобряването на измервателните уреди от този тип е създаден метод, който определя измерените параметри въз основа на ускоренията на телата. Теорията за инерционната навигационна система започва да се формира по-близо до 1930-те години. От този момент нататък изследователите от тази посока започват да обръщат повече внимание на принципите на стабилност на механичните системи. На практика тази концепция е трудна за изпълнение, така че дълго време тя остава само в теоретична форма. Но през последните десетилетия, с появата на специално оборудване на базата на компютри, средствата за инерционна навигация бяха активно използвани в авиацията, водния инженеринг и др.
Системни компоненти
Задължителните елементи на всяка инерционна система са блокове на чувствителностизмервателни уреди и изчислителни устройства. Първата категория елементи са жироскопи и акселерометри, а втората е компютърна техника, която прилага определени алгоритми на изчисления. Точността на метода зависи до голяма степен от характеристиките на чувствителните устройства. Например надеждни данни могат да осигурят инерционни навигационни системи само с гироскопи с прецизен тип в съчетание с акселерометри. Но в този случай, техническото оборудване има сериозен недостатък под формата на висока сложност на електромеханичното пълнене, да не говорим за големия размер на оборудването.
Принцип на работа на системата
Методът за определяне на координатите, използвайки инерционна система, е да обработва данни за ускорението на телата, както и техните ъглови скорости. За да направите това, отново се използват чувствителните елементи, инсталирани директно върху целевия обект, които генерират информация за местоположението, хода на движение, преминаващата пътека и скоростта. Освен това принципът на инерционната навигационна система дава възможност да се прилагат средства за стабилизиране и дори автоматично управление на обекта. За такива цели се използват само линейни ускорения със сензори с гироскопично оборудване. С помощта на тези устройства се създава система от доклади, работещи във връзка с траекторията на движението на обекта. Генерираната координатна система определя ъглите на наклон и завъртане. Предимствата на тази технология включват автономия, способност за автоматизиране и висока степенустойчивост на шум.
Класификация на инерционните навигационни системи
\ t
Въз основа на разглежданите навигационни системи се разделят на платформа и платформа (BINS). Първият се нарича географски и може да съдържа две платформи. Единият е снабден с жироскопи и е ориентиран в инерционното поле, а вторият работи под контрола на акселерометрите и стабилизира спрямо хоризонталната равнина. В резултат на това координатите се определят, като се използва информацията за относителното разположение на двете платформи. Технологичните модели са BINS. Инерционната навигационна система със свободна форма е лишена от всякакви недостатъци, свързани с ограничения върху използването на жироплатформи. Функциите за определяне на скоростта и местоположението на обектите в такива модели се превеждат в цифрови изчисления, които също могат да улавят данни за ъгловата ориентация. Настоящото развитие на системите BINS има за цел оптимизиране на изчислителните алгоритми без намаляване на точността на изходните данни.
Начини за определяне на ориентацията на платформените системи
Не губи значение и системи, работещи с платформи за определяне на изходните данни за динамиката на обекта. Понастоящем успешно се използват следните инерционни навигационни модели на платформи:
Геометрична система. Стандартен модел с две платформи, описан по-горе. Такива системи са много точни, но имат ограничения при обслужването на високо-маневрени превозни средства, работещи в космоса.Аналитична система. Също така се извършват от акселерометри и жироскопи, които са неподвижни спрямо звездите. Предимствата на тези системи включват способността за ефективно боравене с маневрени обекти като ракети, хеликоптери и изтребители. Но дори и в сравнение с платформата без инерциална навигационна система, аналитичните комплекси показват ниска точност при определяне на параметрите на динамиката на обекта. Полуаналитична система. Осигурена от една платформа, непрекъснато стабилизираща се в пространството на местния хоризонт. На тази база се поставят жироскоп и акселерометър, а изчисленията се организират извън работната платформа.Характеристики на инерционно-спътникови системи
Това е обещаващ клас от интегрирани навигационни системи, които съчетават предимствата на източниците на спътникови сигнали и разглежданите инерционни модели. За разлика от популярните сателитни системи, такива комплекси позволяват допълнително използване на данни за ъгловата ориентация и формулират независими алгоритми за определяне на местоположението при липса на навигационни сигнали. Получаването на допълнителна информация за геолокация ви позволява технически да опростите моделите на чувствителни елементи, като се откажете от скъпо оборудване. Предимствата на инерционната спътникова навигационна система включват ниско тегло, малки размери и опростени схеми за обработка на данни. От друга страна, нестабилността на микроелектромеханичните жироскопи причинява натрупване на грешки при определянето на данните.
Областиприлагане на инерционни системи
Сред потенциалните потребители на инерционна технология за навигация са представители на различни индустрии. Не само космонавтиката, авиацията, но и автомобилната (навигационни системи), роботиката (контрол на кинематичните характеристики), спорта (определяне на динамиката на движението), медицината и дори домакинските уреди и др.
Теорията за инерционната навигация, концепцията за която започна да се формира през миналия век, днес може да се разглежда като цялостна част от мехатрониката. Но последните постижения сочат, че по-прогресивните открития могат да се появят отпред. Това се доказва от тясното взаимодействие на инерционните навигационни системи с компютърните науки и електрониката. Съществуват нови амбициозни задачи, разширяват се пространството за развитие на свързаните с тях технологии, също се основават на теоретична механика. В същото време специалистите в тази насока активно работят по оптимизирането на техническите съоръжения, основните от които могат да бъдат наречени микромеханични жироскопи. 
