Une discipline et un ensemble de systèmes intégrés en dynamique de vol : le guidage calcule les trajectoires ou commandes désirées ; la navigation estime l'état du véhicule (position, vitesse, attitude) ; le contrôle traduit les commandes en actions d'actionneurs pour suivre l'état souhaité.

Principe

Le GNC fonctionne comme un système en boucle fermée combinant planification, estimation d'état (fusion de capteurs, filtrage) et commande en rétroaction pour minimiser l'écart par rapport aux objectifs de mission dans les contraintes des actionneurs et des capteurs et face aux perturbations environnementales.

Démonstration

La chaîne GNC d'un lanceur calcule une trajectoire de virage gravitationnel (guidage), utilise des capteurs inertiels et le GPS pour estimer l'état courant (navigation), et envoie des commandes de poussée et de gimbal (contrôle) pour maintenir la trajectoire de montée prévue malgré le vent et les variations de poussée.

Mauvaise application

Confondre guidage et navigation ou considérer le GNC comme purement matériel ; le domaine exige une intégration algorithmique — par exemple, de bons capteurs (navigation) ne compensent pas des lois de guidage qui génèrent des commandes irréalisables.

Conséquence

Un GNC bien intégré permet un suivi précis de trajectoire, une rejet des perturbations, des entrées et atterrissages sûrs, des manœuvres économes en carburant et une autonomie robuste en cas de dégradation des capteurs ou des actionneurs.

Inversion

Le fonctionnement en boucle ouverte ou des fonctions segmentées sans rétroaction (allumages préprogrammés sans estimation d'état) manque des qualités du GNC et ne peut corriger les perturbations ou erreurs non modélisées.

Limite

Couvre les algorithmes, capteurs, actionneurs et logiciels qui assurent guidage, navigation et contrôle pour systèmes aériens, spatiaux et missiles ; exclut la planification haute-niveau de mission, les processus décisionnels humains hors boucle de contrôle et les systèmes de poursuite au sol séparés sauf s'ils sont intégrés.

Tension sémantique

Tension entre autonomie (prise de décision embarquée par le GNC) et contrôle humain : plus d'autonomie réduit la latence et augmente la robustesse mais accroît les défis de vérification et de confiance.

Synthèse

Le GNC est l'ensemble étroitement couplé de planification de trajectoire, d'estimation d'état et de contrôle en rétroaction qui conduit un véhicule de l'état actuel aux résultats de mission désirés en respectant les contraintes physiques et en atténuant les perturbations.