Ứng dụng Kỹ thuật của Hệ thống Điều hướng GNSS/INS Chống Tắc nghẽn Tích hợp

Trong môi trường điện từ phức tạp, các hệ thống định vị dựa trên GNSS thông thường ngày càng dễ bị suy giảm tín hiệu, mất liên tục hoặc từ chối hoàn toàn.Sự can thiệp có chủ ý hoặc không có chủ ý, gây nhiễu, và hiệu ứng đa đường có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến vị trí và độ chính xác thái độ.

Để giải quyết những thách thức này,Hệ thống điều hướng GNSS/INS tích hợp chống nhiễuđã trở thành một giải pháp kỹ thuật quan trọng, cho phép điều hướng liên tục và đáng tin cậy và đầu ra vị trí ngay cả trong điều kiện can thiệp khắc nghiệt.

1. Lịch sử ứng dụng

Trong các kịch bản hoạt động can thiệp cao, các hệ thống định vị thường được yêu cầu phải cung cấp liên tục:

• Vị trí

• Tốc độ

• Thông tin về thái độ(Roll, pitch, heading)

Các hệ thống này thường được triển khai trênnền tảng di độngnhư UAV, xe tự trị, nền tảng hàng hải và hệ thống phòng thủ, nơi nghiêm ngặtCác hạn chế SWaP (kích thước, trọng lượng và công suất)áp dụng.

Kết quả là giải pháp định vị phải không chỉ chính xác, mà còn:

• Tích hợp cao

• Chống nhiễu

• Tối ưu hóa cho độ tin cậy lâu dài

2. Phòng chống nhiễu như một thách thức kỹ thuật cấp hệ thống

Từ góc độ kỹ thuật,Hiệu suất chống nhiễu không thể đạt được bằng đầu tiên RF một mình.

Trong khiăng-ten GNSS chống nhiễuđóng một vai trò quan trọng trong việc lọc không gian và ngăn chặn nhiễu, tính liên tục điều hướng cuối cùng phụ thuộc vàoThiết kế chung ở cấp hệ thốngbao gồm:

• Kiến trúc máy thu GNSS

• Hiệu suất cảm biến quán tính

• Các thuật toán tổng hợp cảm biến

• Chiến lược ghép nối giữa GNSS và INS

Một giải pháp điều hướng chống tắc nghẽn tích hợp thực tế thường bao gồm:

• Máy thu GNSS chống nhiễu nhiều kênh

• Ống ăng-ten chống nhiễuđể giảm nhiễu phía trước

• INS hiệu suất cao(giyroscope và máy đo tốc độ)

• Kiến trúc GNSS/INS kết nối chặt chẽ hoặc kết nối sâu

Chỉ thông qua sự tích hợp hệ thống phối hợp, hiệu suất điều hướng ổn định có thể được duy trì dưới sự can thiệp nghiêm trọng.

3Giá trị của GNSS/INS tích hợp trong môi trường nhiễu

Khi tín hiệu GNSS bị suy giảm, bị chặn hoặc tạm thời không có sẵn,Hệ thống điều hướng quán tính (INS)cung cấp tính liên tục điều hướng ngắn hạn dựa trên các phép đo quán tính.

Một khi chất lượng tín hiệu GNSS phục hồi, các quan sát GNSS được đưa vào bộ lọc điều hướng để sửa đổi trục trặc.

Qua.Phối hợp đa cảm biến, một hệ thống GNSS/INS tích hợp có thể:

• Duy trì tính liên tục của giải pháp điều hướng

• Duy trì kết quả thái độ ổn định và trơn tru

• Giảm tác động của việc mất điện và nhiễu GNSS

• Cải thiện đáng kể độ bền tổng thể của hệ thống

Hành vi bổ sung này làm cho việc tích hợp GNSS / INS rất cần thiết cho các ứng dụng định vị đáng tin cậy cao.

4Tầm quan trọng của thiết kế hệ thống tích hợp

Các nền tảng định vị hiện đại phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng để cân bằng hiệu suất với các hạn chế SWaP. Kết quả là, các hệ thống định vị chống tắc nghẽn tích hợp phải đạt được:

• Sự hội nhập cấp caocủa ăng-ten, máy thu GNSS và INS

• Các sự cân bằng tối ưugiữa thu nhỏ, tiêu thụ năng lượng và độ chính xác

• Tối ưu hóa phối hợpcủa khả năng chống nhiễu và hiệu suất điều hướng

Các hệ thống như vậy không còn là các tập hợp đơn giản của các thành phần độc lập.các giải pháp kỹ thuật cấp hệ thống dựa trên ứng dụngđược thiết kế để đáp ứng các yêu cầu hoạt động cụ thể.

5. Tóm tắt kỹ thuật

Khi môi trường điện từ hoạt động tiếp tục trở nên phức tạp hơn, GNSS không còn có thể được coi là một nguồn điều hướng độc lập.

Thay vào đó, nó hoạt động như một thành phần trong mộtkiến trúc định vị GNSS/INS tích hợp sâu, nơi cảm biến quán tính, kỹ thuật chống nhiễu và thuật toán hợp nhất cảm biến tiên tiến làm việc cùng nhau.

Hệ thống điều hướng GNSS/INS tích hợp chống nhiễuđang nổi lên như một phương pháp kỹ thuật quan trọng để cung cấp vị trí đáng tin cậy, tốc độ,và thông tin về thái độ trong môi trường nhiễu cao hỗ trợ các ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, quốc phòng, hệ thống không người lái, và nền tảng công nghiệp tiên tiến.