MEMS-навигаторы от DARPA придут на смену GPS

Оборонное научное агентство DARPA выбрало компанию Northrop Grumman для разработки технологии повышения производительности инерциальных датчиков на основе микроэлектромеханических систем (MEMS).

Инерциальные датчики, которые измеряют скорость вращения и ускорения, используются в различных системах навигации – от борткомпьютеров самолетов до систем наведения ядерных боеголовок. MEMS-навигаторы на основе микроскопических механических датчиков ускорения могли бы заменить GPS во многих областях, включая дешевую навигацию в смартфонах. Больше всех интересуются подобной технологией военные, поскольку навигация с помощью инерциальных систем не требует спутниковых сигналов и может работать в любых условиях: и под водой, и под землей, и в зданиях. Кроме того, MEMS-ИНС будет дешевой, поскольку к ней не нужно «прилагать» десятки дорогостоящих спутников с еще более дорогостоящим обслуживанием.

Однако в настоящее время микроэлектромеханические инерциальные приборы при продолжительной работе накапливают погрешность, что вызывает отклонение в маршруте. Это недопустимо, особенно в случае с высокоточными боеприпасами или навигацией подлодки.

Поэтому специалистам Northrop Grumman предстоит решить проблему калибровки инерциальных датчиков. Ученые и инженеры разработают интегрированную ультраминиатюрную микросистему (гироскоп и акселерометр), которую можно легко калибровать и тем самым снижать погрешность позиционирования. В новом устройстве будет полностью исключена необходимость регулярной разборки и калибровки производителем, что снизит стоимость жизненного цикла MEMS-системы. Полная или быстрая калибровка может быть выполнена непосредственно перед запуском навигационной системы, что компенсирует износ прибора и повышает точность навигации.

Таким образом, будет сделан важный шаг на пути замены GPS высокоточными инерциальными системами навигации. Поначалу для точного определения точки отсчета будет использоваться система GPS, например приемник на борту истребителя, который загрузит координаты в ракету с инерциальной системой наведения. В будущем MEMS позволят создавать полностью автономные системы навигации, которые не боятся помех и потери сигнала GPS.