Système de navigation inertielle (INS)/Système de référence inertiel (IRS)
Un système de navigation inertielle (INS) est utilisé sur certains gros aéronefs pour la navigation à longue distance. Cela peut également être identifié comme un système de référence inertiel (IRS), bien que la désignation IRS soit généralement réservée aux systèmes plus modernes. Un INS/IRS est un système autonome qui ne nécessite pas de signaux radio d'entrée provenant d'une installation de navigation au sol ou d'un émetteur. Le système dérive les informations d'attitude, de vitesse et de direction à partir de la mesure des accélérations de l'avion à partir d'un point de départ connu. L'emplacement de l'avion est continuellement mis à jour grâce à des calculs basés sur les forces subies par les accéléromètres INS. Un minimum de deux accéléromètres est utilisé, l'un référencé au nord et l'autre référencé à l'est. Dans les unités plus anciennes, ils sont montés sur une plate-forme gyrostabilisée.
Un INS utilise un calcul complexe effectué par un ordinateur INS pour convertir les forces appliquées en informations de localisation. Une tête de commande d'interface est utilisée pour entrer les données de position de départ pendant que l'avion est immobile au sol. C'est ce qu'on appelle l'initialisation. Dès lors, tous les mouvements de l'avion sont détectés par les accéléromètres intégrés et exécutés par l'ordinateur. Des boucles de rétroaction et de correction sont utilisées pour corriger l'erreur accumulée au fur et à mesure que le temps de vol progresse. La quantité de décalage d'un INS en une heure de vol est un point de référence pour déterminer les performances. Une erreur cumulée de moins d'un mile après une heure de vol est possible. Un réglage précis et continu de la plate-forme gyrostabilisée pour la maintenir parallèle à la surface de la Terre est une condition essentielle pour réduire les erreurs accumulées.
L'INS est intégré au système de gestion de vol et au système de contrôle de vol automatique d'un avion de ligne. Des waypoints peuvent être entrés pour une trajectoire de vol prédéterminée et l'INS guidera l'avion vers chaque waypoint successivement. L'intégration avec d'autres aides NAV est également possible pour assurer une correction continue et une précision améliorée, mais n'est pas obligatoire.
Les systèmes INS modernes sont appelés IRS. Ce sont des unités entièrement à semi-conducteurs sans pièces mobiles. Les gyroscopes laser à trois anneaux remplacent les gyroscopes mécaniques des anciens systèmes de plate-forme INS. Cela élimine la précession et d'autres défauts mécaniques du gyroscope. L'utilisation de trois accéléromètres à semi-conducteurs, un pour chaque plan de mouvement, augmente également la précision. L'accéléromètre et la sortie du gyroscope sont entrés dans l'ordinateur pour un calcul continu de la position de l'avion.
L'intégration IRS la plus moderne est le GPS par satellite. Le GPS est extrêmement précis en soi. Lorsqu'il est combiné avec l'IRS, il crée l'un des systèmes de navigation les plus précis disponibles. Le GPS est utilisé pour initialiser l'IRS afin que le pilote n'ait plus besoin de le faire. Le GPS alimente également l'ordinateur IRS en données à utiliser pour la correction des erreurs. Les interruptions de service occasionnelles et les imprécisions d'altitude du système GPS ne posent aucun problème pour l'IRS/GPS. L'IRS fonctionne en continu et est complètement autonome au sein de l'unité IRS. Si le GPS faiblit, la partie IRS du système continue sans lui. La dernière technologie électronique a considérablement réduit la taille et le poids des unités avioniques INS/IRS. La figure montre une unité micro-IRS moderne qui mesure environ 6 pouces de chaque côté.
