Vad är skillnaden mellan IMU (inertimätningsenhet) och AHRS (Attitude and Heading Reference System)?

En INS beräknar och uppdaterar fordonets position (latitud och longitud), tillsammans med orienteringen. Det måste initieras på marken, med flygplanet helt stilla.

En AHRS spelar inte in / uppdaterar positionen. Den matar ut realtidsorientering (inställning och rubrik) bara. Det kan således initieras under flygning.

( Bildkälla )

Bild visar INS-panelen på en Boeing 747-400, märker alternativet ATT (Attitude), det är ett AHRS-läge. NAV inkluderar både AHRS och navigering.

ATT kan initieras i flygning, det kräver en manuell post för rubriken under flygning rakt och jämnt. Så med andra ord innehåller en INS AHRS-funktionalitet.

Sidenote on terminology: INS nowadays is predominantly used to describe an Inertial Platform, Inertial Reference System (IRS), and Inertial Reference Unit (IRU/IMU); and often used to describe all three of these units (as one system) typically installed on a single aircraft.

Från den här webbplatsen:

Ellipse2-A: Miniature AHRS

Ellipse2-A is a small-sized high performance Attitude and Heading Reference System (AHRS). It provides Roll, Pitch, Heading, and Heave data.

This light-weight sensor (45 grams) includes a MEMS-based Inertial Measurement Unit (IMU) integrating three gyroscopes, three magnetometers, and three accelerometers. Running an extended Kalman filter (EKF), the Ellipse-A provides accurate orientation data in both static and dynamic conditions.

Så från denna definition är IMU sensorns uppsättning i sex grader av frihet som mäter i flygplanaxlar, och AHRS ger rullning, stigning, kurs och höjd i jordaxlarna. Skillnaden är en uppsättning axlar transformationer som behandlas inuti enheten.

Från samma webbplats:

Ellipse2-N is a small-sized high performance Inertial Navigation System (INS) with integrated GNSS receiver. It provides Roll, Pitch, Heading, Heave, and Navigation data.

Så skillnaden mellan AHRS och INS är att den senare ger ytterligare lat / lon-data baserat på GPS-koordinater som den erhåller från en inbyggd mottagare.

Det klassiska 70-talets tröghetsnavigeringssystem i flygplan använde mycket stabila gyroskop plus accelerometrar för att känna av förändringar i 6-DoF i flygplanaxlar. Dessa förändringar integrerades i positionerändringar och tillsattes till referenspositionen där systemet initierades. IRS-system förutbestämmer användningen av mikroprocessorer, det användes av analoga integratorkretsar och andra mycket smart analoga grejer på kretskort. Användningen av integrerade signaler innebär dock felupphopning, som seglare upplevde när de integrerade knutarnas hastighet i sina linor i navigeringspositionen och kraschade sedan in i Australiens västkust på grund av ackumulerat positionsfel.

Så nuförtiden är inte bara de spinnande gyroskopen ersatta av Ring Laser Gyro, positionfel kan nollställas genom att jämföra resultaten med GPS-data. GPS-data kan inte användas direkt för autopilot-kontroll på grund av tidsfördröjningen i signalerna. Tröghetssensorerna ger resultat med ett högfrekvenssvar, och integrationsfel kan nollställas från GPS- och magnetometer signalerna.