Sistema de referencia inercial (IRS)

Definición de IRS

No es posible establecer una definición clara y universalmente aceptada del término «sistema de navegación inercial (INS)». Por un lado, el término INS se utiliza como una descripción general para una amplia variedad de sensores y sistemas de navegación de diferente diseño; y por otro lado, también se utiliza para describir una versión específica de estos sensores y sistemas. El término también ha cambiado a lo largo de los años a medida que la tecnología ha ido mejorando. Lo que sí puede decirse con seguridad es que todos estos sistemas funcionan según un principio similar y con el mismo propósito.

A continuación se presenta una lista de términos de uso común que los pilotos (si no todos los diseñadores, fabricantes e ingenieros) utilizan de forma coloquial e intercambiable para significar prácticamente lo mismo, con diferencias en algunos detalles. Cuando es necesario, se proporcionan dos o más definiciones.

Navegación inercial

una forma de «Dead-Reckoning» que se basa en acelerómetros y giroscopios para detectar la aceleración y la velocidad, respectivamente, a lo largo de 3 ejes perpendiculares. Se puede determinar constantemente una posición aproximada en 2 o 3 dimensiones en relación con un punto de partida, una velocidad y una orientación conocidos.

También es un término utilizado para referirse a todo el tema: teoría, diseño, tecnología y aplicación.

Navegación a estima

tipo de navegación que parte de un punto de partida conocido y, a continuación, utilizando la información vectorial (dirección y velocidad) con respecto a un reloj, se puede realizar una estimación de la posición actual. Un INS calculará una posición continua de cálculo muerto. La precisión de la posición depende de la precisión de la información vectorial y del tiempo transcurrido desde la última posición «conocida».

Plataforma inercial

se refiere a la plataforma giroscópica auto-referenciada en la que están montados los acelerómetros, o

se refiere a la aeronave, o a la posición neutra de la aeronave (ejes de cabeceo, balanceo y guiñada), a la que se fija firmemente un sistema de navegación inercial con correas.

Sistema de referencia inercial (IRS)

se refiere a una unidad de estado sólido de tres giroscopios láser de anillo que detectan las aceleraciones en 3 dimensiones; también pueden contener acelerómetros de cuarzo.

Unidad de referencia inercial (IRU)

se refiere a un ordenador que integra las salidas del IRS y proporciona salidas de referencia inercial para su uso por otros sistemas de navegación y control de vuelo, incluyendo el Sistema de Gestión de Vuelo (FMS).

Giroscopio/Giro

tradicionalmente se ha referido a giroscopios mecánicos giratorios colocados dentro de cardanes y marcos que permiten estabilizar una plataforma en el espacio independientemente del movimiento de la aeronave.

Hoy en día, el término giroscopio suele referirse a un giroscopio láser de anillo de estado sólido (RLG), que se utiliza predominantemente en el INS de las aeronaves modernas.

Existen otros tipos de giroscopios, como por ejemplo

Giroscopios de resonancia hemisférica (Giroscopios de copa de vino), que utilizan resonadores de cuarzo huecos en los que se miden las rotaciones de las ondas estacionarias armónicas.
Los giroscopios de diapasón utilizan diapasones de cuarzo accionados eléctricamente en un chip de silicio; el movimiento hará girar los diapasones y esto cambia la capacitancia entre las púas proporcionalmente al movimiento angular, que puede medirse:

  • Giroscopio MEMS (microelectro-mecánico).
  • Giroscopio de rueda vibratoria.
  • Giroscopio vibratorio cilíndrico.
  • Giroscopio piezoeléctrico.

Sistema de navegación inercial (INS)

tradicionalmente (años 60 y 70) se refería a un sistema de navegación autónomo que utilizaba una plataforma estabilizada por un giroscopio para la navegación a punto muerto, y con una interfaz para el piloto que permitía introducir un número limitado de puntos de ruta y mostrar información básica de navegación.

En aquel entonces (década de 1980) se refería a un sistema similar al anterior, pero con la capacidad adicional de alimentar con datos inerciales a otros sistemas de la aeronave, como el director de vuelo y el piloto automático.

hoy en día se utiliza predominantemente para describir una plataforma inercial, un sistema de referencia inercial (IRS) y una unidad de referencia inercial (IRU); y a menudo se utiliza para describir las tres unidades (como un solo sistema) instaladas normalmente en una sola aeronave.

Posición INS

se refiere a la latitud y la longitud, y la altitud, que se alimenta de la IRU a otros sistemas de referencia, o como se selecciona para la visualización por un piloto en el Sistema de Instrumentos Electrónicos de Vuelo (EFIS).

Hay muchos otros términos intercambiables en uso como: Sistema de Orientación Inercial, Unidades y Sistemas de Referencia Inercial de Datos Aéreos, Unidad de Medición Inercial, etc., que pueden utilizarse todos para referirse al INS. A los efectos de este artículo, la definición de INS (qué es y qué hace) que probablemente se utilice más comúnmente en la comunidad de la aviación es la siguiente: