2025-11-13
慣性航法は、ニュートンの古典力学の法則に基づいて、位置決めと測位を行う基本的な技術です。外部の参照信号に頼ることなく、加速度と角速度を測定する
ことで、移動体の位置、速度、姿勢を決定します。
基本的な関係は以下のように表されます:
ここで:a
= 加速度ベクトルv
= 速度ベクトルr
= 位置ベクトルt
= 時間加速度と角速度データを継続的に積分することにより、慣性航法システム (INS)
1D (一次元) 航法簡略化された一次元航法のシナリオでは、1つの加速度計のみ
が必要です。
単一の軸（例えば、列車の進行方向）に沿った線形加速度を測定します。
主な原理:加速度を1回積分すると、速度が得られます。速度をもう一度積分すると、位置
2D (二次元) 平面航法
列車や車両などの平面運動の場合:2つの加速度計を使用して、慣性計測ユニット (IMU)と縦方向
の加速度を測定します。さらに、ジャイロスコープを追加して、リアルタイムの進行方向角度
（方向）を測定します。加速度データはX軸とY軸に投影され、積分されて、2D空間での速度と位置
が計算されます。
アプリケーション:
3D (三次元) 航法
完全な三次元航法の場合:3つの加速度計が、X (横), Y (縦), およびZ (垂直)
軸に沿った加速度を測定します。3つのジャイロスコープ
が、これらの各軸の周りの角運動を測定します。これらの6つのセンサーを組み合わせることで、システムは、ロール、ピッチ、ヨーの角度を含む、完全な3D運動と姿勢
情報を計算できます。
主要コンポーネント:
加速度計（線形加速度を測定）
ジャイロスコープ（角速度を測定）
ロール、ピッチ、および方位モーターを備えた取り付けフレームこの構成は、現代の慣性計測ユニット (IMU)および慣性航法システム (INS)
の基礎を形成し、以下で使用されています:
航空宇宙および航空
自律走行車
船舶および水中航法
ドローン (UAV)
防衛およびミサイル誘導
