2025-11-13
관성 항법은 다음을 기반으로 하는 기본적인 항법 및 위치 결정 기술입니다.뉴턴의 고전 역학 법칙. 이는 외부 참조 신호에 의존하지 않고가속도와 각속도를 측정하여 움직이는 물체의 위치, 속도 및 자세를 결정합니다.
기본 관계는 다음과 같이 표현됩니다:
여기서:
a = 가속도 벡터
v = 속도 벡터
r = 위치 벡터
t = 시간
가속도와 각속도 데이터를 지속적으로 적분함으로써관성 항법 시스템(INS) 변위, 속도 및 방향과 같은 실시간 운동 정보를 계산할 수 있습니다.
단순화된 1차원 항법 시나리오에서는단 하나의 가속도계가 필요합니다.
단일 축(예: 기차의 이동 방향)을 따라 선형 가속도를 측정합니다.
핵심 원리:
가속도를 한 번 적분하면속도를 얻습니다. 속도를 다시 적분하면위치를 얻습니다.
기차나 차량과 같은 평면 운동의 경우:
두 개의 가속도계가 사용되어횡관성 항법 시스템(INS)종 가속도를 측정합니다.
자이로스코프가 추가되어실시간 방위각(방향)을 측정합니다.가속도 데이터는 X축과 Y축에 투영되어 2D 공간에서
속도와 위치를 계산하기 위해 적분됩니다.응용 분야:
지상 차량, 철도 시스템, 로봇 공학, 해양 선박 및 평면에서 위치 추적이 필요한 기타 항법 시스템.
3D(3차원) 항법
세 개의 가속도계
가X(횡), Y(종), 및Z(수직) 축을 따라 가속도를 측정합니다.세 개의 자이로스코프
가 각 축을 중심으로 각운동을 측정합니다.이 여섯 개의 센서를 결합하면 시스템에서
롤, 피치 및 요 각도를 포함한 완전한3D 운동 및 자세 정보를 계산할 수 있습니다.핵심 구성 요소:
가속도계(선형 가속도 측정)
자이로스코프(각속도 측정)
롤, 피치 및 방위각 모터가 있는 장착 프레임
이 구성은 현대
관성 측정 장치(IMU) 및관성 항법 시스템(INS)의 기초를 형성하며 다음에서 사용됩니다:항공 우주 및 항공
자율 주행 차량
선박 및 수중 항법
드론(UAV)
국방 및 미사일 유도
산업용 로봇 공학 및 매핑 시스템
