Un système de navigation autonome qui calcule la position, la vitesse et l'assiette d'un aéronef en intégrant au cours du temps les mesures d'accéléromètres et de gyroscopes (une unité de mesure inertielle), souvent initialisé et périodiquement mis à jour par des références externes.

Principe

Selon la mécanique newtonienne, l'INS intègre les accélérations mesurées pour mettre à jour la vitesse puis intègre la vitesse pour estimer la position, tandis que les gyroscopes fournissent les vitesses angulaires et l'assiette ; les erreurs capteurs et d'intégration numérique entraînent une dérive croissante si elles ne sont pas corrigées par des aides externes.

Démonstration

Un avion long‑courrier utilise un INS strapdown pendant un vol océanique pour naviguer lorsque les signaux GNSS sont indisponibles ; le système est aligné au sol pour déterminer l'assiette et la position initiales, puis fournit une navigation par estimation qui est périodiquement corrigée par radio, observations célestes ou GPS.

Mauvaise application

Se fier uniquement à un INS mal aligné ou non étalonné pour la navigation de précision conduit à d'importantes erreurs de position ; omettre d'utiliser des sources d'aide disponibles (par ex. mises à jour GPS) permet à la dérive de s'accumuler et peut constituer un danger de navigation, surtout sur de longues durées.

Conséquence

Un INS fournit une navigation continue et indépendante des brouillages ainsi que des informations d'assiette précises pour le contrôle et la stabilisation ; intégré au GPS ou à d'autres capteurs, il offre des solutions de navigation à haute disponibilité et intégrité.

Inversion

L'approche inverse s'appuie principalement sur des références externes absolues (GNSS, VOR/DME) sans intégration par estimation ; celle‑ci évite la dérive mais dépend de la disponibilité et de l'intégrité des signaux externes.

Limite

Désigne les systèmes effectuant la navigation inertielle à l'aide d'IMU et d'algorithmes d'intégration (strapdown ou cardanés) ; exclut les unités AHRS limitées à l'assiette sans intégration de position et n'inclut pas les capteurs d'aide purs, bien que ceux‑ci soient souvent fusionnés avec l'INS.

Tension sémantique

INS, IMU et AHRS sont liés mais distincts : l'IMU est l'ensemble de capteurs bruts, l'INS est la solution de navigation incluant l'intégration et le calcul, et l'AHRS se concentre sur l'assiette/coordonnées d'azimut ; les confondre mène à une mauvaise appréciation des capacités et limites.

Synthèse

Un système de navigation inertielle est une solution autonome qui calcule position, vitesse et assiette en intégrant les sorties IMU ; robuste face à la perte de capteurs externes, il accumule toutefois une dérive qu'il faut corriger périodiquement par des références externes.