I sistemi di navigazione inerziale marini (INS) determinano la posizione, la velocità e l'orientamento delle imbarcazioni e dei veicoli subacquei quando i segnali GNSS non sono disponibili o affidabili. Consentono una navigazione precisa in ambienti marini difficili.
Read the Technology Overview
Soluzioni di posizionamento GNSS e GPS precise per gli ambienti marini e marittimi più esigenti
Soluzioni avanzate di navigazione inerziale, movimento e posizionamento per applicazioni marine
Sistemi di posizionamento, orientamento e navigazione ad alta precisione per applicazioni marine e marittime
Strumenti, sensori e tecnologie ad alte prestazioni per l'esplorazione e il monitoraggio degli ambienti sottomarini
Sistemi avanzati di posizionamento, navigazione e tracciamento del movimento per navi e piattaforme marine e marittime
Sensori inerziali e sistemi di posizionamento acustico ad alta precisione per applicazioni marine, marittime e offshore
Moduli di rilevamento inerziale compatti ad alte prestazioni per applicazioni marine e sottomarine
Sistemi di rilevamento inerziale di grado marino per le industrie offshore e sottomarine
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Una navigazione accurata è fondamentale per operazioni marine sicure ed efficaci, specialmente dove i sistemi satellitari come GNSS/GPS sono inaccessibili o inaffidabili. I sistemi di navigazione inerziale (INS) offrono una valida alternativa fornendo dati di posizione continui basati sulle misurazioni dei sensori interni. In ambiente marino, in superficie o sott’acqua, l’INS guida sottomarini, veicoli subacquei autonomi (AUV), veicoli telecomandati (ROV) e navi attraverso aree complesse e prive di segnale. Che si tratti di supportare rilevamenti sottomarini, esplorazioni in acque profonde o missioni navali, l’INS marino consente una navigazione precisa nelle condizioni più difficili.
Sistema di navigazione inerziale (INS) Quanta Micro di SBG Systems
Un sistema di navigazione inerziale marino (INS) è un dispositivo elettronico autonomo che determina la posizione, l’orientamento e la velocità di una piattaforma elaborando i dati provenienti dai sensori inerziali. Questi sistemi sono generalmente costituiti da accelerometri e giroscopi che misurano rispettivamente l’accelerazione lineare e la rotazione angolare.
Applicando la meccanica newtoniana, l’INS calcola continuamente il movimento da un punto di partenza noto senza fare affidamento su segnali esterni. Ciò li rende particolarmente adatti per ambienti subacquei o privi di GNSS. Le unità INS marine possono funzionare in modo indipendente o essere integrate con GNSS, log di velocità Doppler (DVL) e altri sensori ausiliari per migliorare la precisione e correggere la deriva nel tempo.
I sistemi di navigazione inerziale funzionano misurando l’accelerazione lineare e la velocità angolare di una piattaforma. Il sistema utilizza quindi queste misurazioni per calcolare i cambiamenti di posizione e orientamento nel tempo. I componenti principali includono:
Unità di elaborazione per eseguire la fusione dei sensori e calcolare la traiettoria
Per le applicazioni marine, questi componenti fanno tipicamente parte di un sistema di navigazione inerziale strapdown, in cui i sensori sono montati rigidamente sulla piattaforma e utilizzano algoritmi per risolvere i cambiamenti di posizione. Molti sistemi utilizzano correzioni assistite da GNSS o GPS per ridurre gli errori cumulativi, in particolare nelle imbarcazioni di superficie.
Le tecnologie INS sono ampiamente utilizzate in una varietà di scenari marittimi e marini. Questi includono:
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Tipi di sistemi di navigazione inerziale utilizzati in ambienti marini
Certus INS di Advanced Navigation
Esistono diversi tipi di INS adatti all’impiego marittimo, ciascuno con livelli diversi di precisione e resistenza:
Sistemi ibridi INS/DVL: combinano i dati inerziali con le misurazioni della velocità Doppler per una maggiore precisione sott’acqua.
Mentre il GNSS è ampiamente utilizzato per la navigazione di superficie, i sistemi di navigazione inerziale offrono vantaggi chiave in scenari in cui il GNSS è compromesso:
GNSS assistito vs INS autonomo: i sistemi assistiti beneficiano dei segnali di correzione, che li rendono adatti a missioni di lunga durata in cui altrimenti si accumulerebbe una deriva autonoma.
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Precisione dell’INS
La precisione dell’INS marino dipende dal grado del sensore, dalla calibrazione e dalla durata del funzionamento non assistito. I sistemi di fascia alta offrono tassi di deriva pari allo 0,01% della distanza percorsa.
Considerazioni relative agli standard e all’integrazione
I sistemi di navigazione inerziale marittimi sono generalmente progettati per interfacciarsi con varie tecnologie marittime e devono soddisfare gli standard ambientali, prestazionali e di interoperabilità pertinenti. Questi includono:
Le unità INS sono spesso integrate in sistemi marini più grandi, quali suite di posizionamento dinamico, carichi utili per rilievi idrografici o piattaforme di controllo AUV. L’integrazione richiede interfacce dati robuste e protocolli di sincronizzazione temporale per garantire prestazioni accurate del sistema.
Numerosi produttori realizzano INS su misura per gli ambienti marini, offrendo varianti in termini di prestazioni, durata e integrazione dei sensori. La scelta dipende dai requisiti della missione, dal tipo di piattaforma e dai vincoli operativi. Le applicazioni più diffuse spaziano dalla difesa alla ricerca, dal trasporto commerciale alla costruzione sottomarina e all’energia offshore.
I sistemi di navigazione inerziale marina continuano ad evolversi con i progressi nella tecnologia dei sensori, negli algoritmi di fusione dei dati e nei framework di integrazione. Questi sistemi rimangono essenziali per una navigazione accurata e affidabile in tutti gli oceani del mondo.
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