Un conjunto empaquetado de acelerómetros y giróscopos (y a veces magnetómetros y sensores de temperatura) que mide aceleraciones lineales y velocidades angulares en el marco del vehículo para proporcionar información de movimiento relativo a alta tasa para navegación, propagación de actitud y control.

Principio

Detectar la fuerza específica con acelerómetros y la tasa rotacional con giróscopos; integrar las tasas rotacionales para propagar la actitud e integrar las aceleraciones (en el marco de actitud propagado) para derivar velocidad y posición, reconociendo ruido del sensor, sesgo y errores de escala que producen deriva de integración sin ayudas externas.

Demostración

La IMU de una aeronave proporciona tasas angulares y aceleraciones tri-axiales de alta frecuencia al ordenador de vuelo. Cuando se pierde la señal GNSS, el filtro de navegación continúa propagando posición y actitud por un tiempo limitado; fixes GNSS periódicos se fusionan para corregir la deriva acumulada.

Aplicación incorrecta

Confiar únicamente en las integraciones directas de la IMU para posición o actitud absoluta a largo plazo sin fusión de sensores ni referencias externas periódicas, lo que conduce a deriva no acotada y soluciones de navegación erróneas.

Consecuencia

Calibrada y fusionada adecuadamente, una IMU suministra datos continuos y de baja latencia sobre movimiento relativo, esenciales para bucles de control, navegación inercial durante cortes de GNSS y estabilización a alta tasa de sistemas de apuntado.

Inversión

Invertir confiando exclusivamente en sensores absolutos (GNSS, buscadores de estrellas, magnetómetros) para navegación y control, rechazando la información de tasas a corto plazo de la IMU; esto reduce la robustez frente a perturbaciones transitorias y aumenta la latencia de control.

Límite

El término se refiere a instrumentos inerciales multieje montados en la plataforma dentro de un paquete y excluye sensores inerciales monoeje usados de forma independiente y sistemas de ayuda externos; las IMU por sí solas no proporcionan posición u orientación absoluta libre de deriva sin referencias externas.

Tensión semántica

Existe tensión entre 'IMU' como paquete de sensores brutos y 'AHRS' (sistema de referencia de actitud y rumbo) que suele implicar una IMU más fusión de sensores a bordo produciendo un producto de actitud estabilizado; IMU denota medidas, AHRS denota actitud procesada.

Síntesis

Una IMU es el paquete de sensores inerciales de alta tasa de un vehículo que mide aceleraciones y velocidades angulares; es la base de la detección del movimiento relativo y debe fusionarse con referencias externas y modelos para generar navegación y actitud estables y corregidas de deriva.