Un ensemble intégré d'accéléromètres et de gyroscopes (et parfois de magnétomètres et capteurs de température) qui mesure les accélérations linéaires et les vitesses angulaires dans le référentiel du véhicule pour fournir des informations de mouvement relatif à haute fréquence pour la navigation, la propagation d'attitude et le contrôle.

Principe

Mesurer la force spécifique avec les accéléromètres et la vitesse de rotation avec les gyroscopes ; intégrer les vitesses de rotation pour propager l'attitude et intégrer les accélérations (dans le cadre d'attitude propagé) pour dériver la vitesse et la position, en tenant compte du bruit des capteurs, des biais et erreurs d'échelle qui entraînent une dérive d'intégration sans aide externe.

Démonstration

L'UMI d'un aéronef fournit des vitesses angulaires et des accélérations tri-axiales à haute fréquence à l'ordinateur de vol. Lorsqu'un signal GNSS est perdu, le filtre de navigation continue de propager la position et l'attitude pendant une période limitée ; des fixes GNSS périodiques sont fusionnés pour corriger la dérive accumulée.

Mauvaise application

Se fier uniquement aux intégrations brutes de l'UMI pour une position ou une attitude absolue à long terme sans fusion de capteurs ni références externes périodiques, conduisant à une dérive non bornée et à des solutions de navigation erronées.

Conséquence

Calibrée et fusionnée correctement, une UMI fournit des données de mouvement relatif continues et à faible latence, essentielles pour les boucles de contrôle, la navigation inertielle en cas de perte de GNSS et la stabilisation à haute fréquence des systèmes de pointage.

Inversion

Inverser en s'appuyant exclusivement sur des capteurs absolus (GNSS, chercheurs d'étoiles, magnétomètres) pour la navigation et le contrôle, en rejetant l'information de vitesse à court terme fournie par l'UMI ; cela réduit la robustesse face aux perturbations transitoires et augmente la latence de commande.

Limite

Le terme se réfère aux instruments inertiels multiaxes montés sur la plateforme dans un boîtier et exclut les capteurs inertiels monodirectionnels utilisés séparément, ainsi que les systèmes d'aide externes ; une UMI seule ne fournit pas de position ou d'orientation absolue sans références externes ou fusion de capteurs.

Tension sémantique

Tension entre 'UMI' en tant que paquet de capteurs bruts et 'AHRS' (système de référence d'attitude et de cap) qui implique typiquement une UMI plus une fusion de capteurs embarquée produisant un produit d'attitude stabilisé ; UMI désigne mesures brutes, AHRS désigne attitude traitée.

Synthèse

Une UMI est le paquet de capteurs inertiels à haute fréquence embarqué qui mesure accélérations et vitesses angulaires ; c'est la pierre angulaire de la détection du mouvement relatif et doit être fusionnée avec des références externes et des modèles pour fournir une navigation et une attitude stables et corrigées de dérive.