자립항법

소개

INS 에 관한 내용입니다

목차

Ⅰ. 자립항법시스템
1. INS
2. 기본원리 및 구성
3. 자이로스코프
※ 스트랩다운 관성항법 장치
4. 복합 항법장치
5. 발전추세 및 전망
*참고자료*

본문내용

Ⅰ. 자립항법시스템
1. INS
관성항법장치( INS : Inertial Navigation System)
관성항법장치란 비행기, 선박, 유도탄 등 항체(vehicle)의 위치와 자세에 관한 정보를 제공하는 장치이다. 관성항법장치의 핵심을 이루는 관성측정기는 3차원 관성공간에서 각속도를 측정하는 자이로스코프와 선형 가속도를 측정하는 가속도계로 구성되며 위성측위시스템(GPS: Global Positioning System)이나 별추적기(Star tracker) 등을 보조 기기로 사용하여 항법성능을 향상시킬 수 있다. 항법장치의 내부컴퓨터와 데이터 처리회로는 각속도와 가속도정보를 적분하여 항체의 각변위와 이동거리 및 자세를 계산하게 된다.
지구자전을 측정하기 위하여 관성공간에서 기준축을 제공할 수 있는 기기를 연구하던 중 큰 각운동량(Angular momentum)으로 고속 회전하는 장치, 즉 자이로스코프가 고안되었다. 이것이 기계식 자이로스코프의 시초가 되어 초기형태로 1자유도(DOF: Degree-Of-Freedom) 부유각속도적분자이로(FRIG: Floated Rate Integrating Gyroscope)로부터 2자유도 동조자이로(DTG: Dynamically Tuned Gyroscope)로 발전되었다. 최근 과학기술의 급격한 발전에 힘입어 광학식 자이로스코프, 압전형 진동자이로스코프, 미소기전시스템(MEMS: Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 초소형 마이크로 자이로스코프 등 사용목적에 맞는 다양한 형태, 다양한 성능의 자이로스코프가 여러 산업분야 및 무기체계에 응용되고 있다.
동조자이로는 0.01∼100[deg/hr]의 정밀도를 갖으며 각속도 적분자이로에 비해 상대적으로 저가이며 구조가 간단하고 크기가 작은 대표적인 기전식(Electromechanical) 자이로스코프이다. 동조자이로는 서스펜션이라 일컫는 유니버설 조인트계가 회전에 의해 동역학적 음의 스프링 효과를 나타내어 서스펜션의 정적 스프링상수가 정적 스프링 상수와 일치하게 되면 유효스프링상수는 `0`이 되고 동조자이로의 회전체는 외부와 완전히 분리되어 외부 입력에 관계없이 관성공간에서 일정한 위치를 유지한다. 구조가 비록 간단하다 할지라도 대부분의 동조자이로는 1시간동안 0.1도 이내의 움직임(0.1[deg/hr])을 감지할 정도의 정밀도와 초당 한바퀴 이상인 400[deg/sec]을 측정할 수 있는 동작범위를 요구하므로 가공에서부터 조립, 전자회로, 시험에 이르기까지 다방면의 고도 기술이 요구된다.

참고자료

· 본문내 기재