1. Einleitung
Diese Systeme kombinieren die Präzision eines Trägheitsnavigationssystems mit der Fähigkeit, ohne ein solches zu arbeiten, so dass sie sowohl an Land als auch im Wasser eingesetzt werden können. Sie können mit Sensoren kombiniert werden, die uns alle möglichen Informationen über unsere Umgebung liefern, und auch mit anderen Sensoren, die wir verwenden, wie Kameras, Sonar oder Radar (und vielleicht sogar Laserentfernungsmessern).
Sie vereinen all diese Sensoren in einem einzigen Display, so dass sie auch von Personen genutzt werden können, die keinen dieser Sensoren verwenden wollen, aber dennoch Informationen über ihre Umgebung benötigen oder andere Aufgaben erfüllen müssen (z. B. ihre Position verfolgen). Sie werden auch oft zusammen mit anderen Navigationssystemen verwendet: Multieffekt-Navigationssysteme (bekannt geworden durch Garmin) und GPS-basierte Dual-Pilot-Systeme sind Beispiele für diese Art.
Mit integrierten Navigationssystemen können wir viele Probleme im Zusammenhang mit unserer Positionierung und der Erreichung unserer Ziele effizienter und sicherer lösen, als wenn wir nur ein einfaches Trägheitsnavigationssystem allein verwenden würden. Zum Beispiel:
Sie sind präziser als jedes GPS allein; sie liefern genaue Kursinformationen, wenn Sie sich genau nach Norden oder Süden bewegen; sie ermöglichen es Ihnen, nachts durch Nebel oder Regen zu navigieren; sie erlauben es Ihnen, auf dem Weg von einem Ort zum anderen "blind" zu fliegen, weil Sie über Stadtstraßen fliegen können, ohne Ihre Lichter einzuschalten; sie erlauben es Ihnen, über Gebäude zu fliegen, ohne anhalten zu müssen - einfach, weil Ihr Cockpitbereich durch nichts verdeckt wird;
2. Wozu dienen integrierte Navigationssysteme?
Integrierte Navigationssysteme werden in vielen verschiedenen Systemen eingesetzt und finden in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung. Sie sind dazu gedacht, mit anderen Systemen erweitert zu werden und miteinander integriert zu werden.
Integrierte Navigationssysteme (oder IANS) sind Geräte, die dem Benutzer Informationen über die Position des Fahrzeugs, einschließlich des Kurses, der Geschwindigkeit, des Kraftstoffvorrats und anderer relevanter Informationen liefern.
Integrierte Navigationssysteme können sowohl elektronische Geräte wie GPS-Empfänger als auch computergestützte Geräte wie Navigationscomputer umfassen. In Kombination können sie verwendet werden, um Echtzeitkarten für die Navigation durch ein Gebiet oder für die Kartierung einer ganzen Landschaft oder sogar einer Stadt oder großen Region zu erstellen.
Am häufigsten wird die integrierte Navigation bei UAVs eingesetzt: Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) sind kleine Luftfahrzeuge, die in der Regel von einer Bodenstation aus über eine Art Funkverbindung gesteuert werden. Zu den gängigen UAVs gehören Quadcopter, Oktocopter, Starrflügler wie Hubschrauber und Starrflügler, Multirotoren und Hubschrauber. Ein UAV kann auch über einen eingebauten GPS-Empfänger verfügen, so dass es ohne menschliches Zutun navigieren kann. UAVs benötigen oft eine genaue Positionsbestimmung, wenn sie innerhalb von Städten fliegen, wo sich Gebäude oder andere Hindernisse zwischen ihnen und der Bodenstation befinden - zum Beispiel, wenn sie über Parkplätzen schweben; sie müssen vermeiden, in Bäume zu fliegen, und sie wollen Hindernisse auf dem Land vermeiden, die ihre Flugbahn stören könnten.
Die zweithäufigste Verwendung von IANS ist die Fahrzeugnavigation: Die Fahrzeugnavigation hat verschiedene Anwendungen, darunter Leitsysteme für Schiffe, die in flachen Gewässern navigieren (z. B. Schiffe, die in Häfen navigieren), Leitsysteme für Boden-Luft-Raketen zur Luftverteidigung gegen ankommende Raketen (z. B. Raketen, die von Flugzeugen aus abgefeuert werden), Waffenleitsysteme (z. B. gelenkte Panzerabwehrraketen), militärische Transportleitzentralen für Truppenbewegungen auf dem Landweg - und generell jedes System, das eine genaue Positionierung in einer bestimmten Entfernung von seinem Referenzpunkt erfordert.
3. Unbemannte Luftfahrzeuge (UAV)
Ich habe in letzter Zeit darüber nachgedacht, und ich denke, dass wir den Begriff "integriertes Navigationssystem" auf verschiedene Weise definieren können. Wenn Sie sich die Marketingliteratur ansehen, werden Sie keine einheitliche Definition finden. Der Begriff wird sehr weit gefasst und schließt Dinge wie autonome Fahrzeuge und medizinische Geräte ein, aber auch industrielle Prozesse und die Fertigung.
Nun, ich würde sagen, dass "integriertes Navigationssystem" nicht einmal so tief oder breit definiert ist wie "Navigationssystem". Sie können ein integriertes Navigationssystem das keine (oder nur rudimentäre) Bordcomputer oder auch nur hochauflösende Kameras hat, um zu sehen, was um es herum vorgeht. Aber es muss trotzdem in der Lage sein, sich selbst zu steuern (was bedeutet, dass man eine Art Bordcomputer braucht). Technisch gesehen könnte man also sagen, dass integrierte Navigationssysteme Navigationssysteme sind, die nicht von Bordcomputern oder der Nutzung externer Datenquellen abhängig sind - aber sie brauchen eine Art Bordcomputer, um richtig zu funktionieren.
Mit anderen Worten:
- Die Hauptfunktion eines integrierten Navigationssystems besteht darin, Koordinaten für ein Fahrzeug zu liefern, damit es von einem anderen Fahrzeug (sei es ein anderer Mensch oder etwas anderes) verfolgt werden kann.
- Die Hauptfunktion einer Navigationseinheit besteht darin, Koordinaten für das Fahrzeug zu liefern, damit es von einem anderen Fahrzeug (sei es ein anderer Mensch oder etwas anderes) verfolgt werden kann. Wenn man darüber nachdenkt: Wenn sich beide Geräte auf externe Datenquellen stützen - GPS und Trägheitsgeräte - dann sind das zwei völlig unterschiedliche Dinge. Wenn sich das eine auf GPS und das andere auf Trägheitsgeräte und Sensoren stützt, dann sind sie nicht viel unterschiedlicher, als wenn sie sich nur auf GPS stützen würden; aber wenn sich eines nur auf Trägheitsgeräte und Sensoren stützt... dann sind sie ziemlich unterschiedlich, als wenn sie sich nur auf GPS stützen würden.
4. Fahrzeugnavigation
Die Tatsache, dass Navigation so weit verbreitet ist, überrascht, wenn man nicht darüber nachdenkt. Sie wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von kleinen Flugzeugen bis hin zu großen Schiffen, von UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) bis hin zu Hubschraubern und Flugzeugen, von kleinen Fahrzeugen bis hin zu großen Bussen und so ziemlich jeder anderen Anwendung, bei der ein gewisses Maß an Genauigkeit erforderlich ist.
Die Navigationssysteme werden beileibe nicht nur von Menschen genutzt:
- Auch Fahrzeuge verfügen über solche Systeme (Pkw mit GPS und/oder Radar, Lkw mit GPS und/oder Radar), aber sie sind oft nicht in das Fahrzeug selbst integriert.
- Auch Flugzeugpiloten nutzen während des Flugs Navigationssysteme (meist in Form eines Head-up-Displays).
- Auch Schiffsführer könnten sie benutzen, wenn sie ihre Schiffe über den Ozean navigieren (vor allem, wenn sie ein Schiff bei Nacht steuern müssen).
Wozu dienen also diese Navigationssysteme? Nun, wenn Sie mit dem Auto fahren, verwenden Sie es wahrscheinlich, um zu wissen, wohin Sie fahren. Sie können damit Ihre Route planen oder auf dem Weg dorthin ein bestimmtes Ziel ansteuern.
Und wenn Sie nach einem langen Arbeitstag nach Hause kommen wollen, müssen Sie wahrscheinlich sicherstellen, dass die Route, die Sie nehmen, Sie zurück in Ihre Nachbarschaft oder an andere Orte führt, an denen später am Tag oder in der nächsten Woche wichtige Geschäfte stattfinden könnten. Und so weiter... In all diesen Fällen ist die Navigation nur eine weitere Information, die in Verbindung mit anderen Informationen - wie z. B. den Verkehrsbedingungen oder Straßenschildern - genutzt werden kann, um Entscheidungen darüber zu treffen, wie Sie Ihre Route am besten optimieren und sich bis dahin weiter in Richtung Ihres Ziels bewegen können.
Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass all diese Informationen auch für Sicherheitszwecke genutzt werden können, z. B. um Unfälle zu vermeiden oder um sicherzustellen, dass Einsatzfahrzeuge nicht miteinander oder mit anderen Fahrzeugen auf der Straße kollidieren, was in Notfallsituationen auf schlecht beleuchteten Straßen oder bei Gewitter äußerst nützlich ist...
Der Punkt ist, dass der Einsatz dieser Systeme gute Fahrkenntnisse nicht ersetzt, sondern dazu beiträgt, sie auf dem neuesten Stand zu halten, und Fahrer, die weniger geübt sind, aber dennoch ein gewisses Maß an Kontrolle über ihr Leben haben wollen, dazu zwingt, sicher zu fahren, ohne sich auf teure Autopilot-Lösungen verlassen zu müssen, die weitaus gefährlicher sein können, als es die Nachrichtenberichte vermuten lassen... Das Gleiche gilt für Schiffe - sowohl Lotsen als auch Schiffsführer verlassen sich stark auf sichere Navigationssysteme wie GPS, wenn sie durch Hafenstädte und belebte Küstengebiete navigieren... Und auch wenn die meisten Schiffskapitäne
5. Oberflächenfahrzeuge
Navigationssysteme für Überwasserfahrzeuge bestehen aus einer Kombination von Trägheitsnavigationssystemen, GPS-Empfängern und einem Instrumentierungssystem. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, in denen Satellitennavigationssysteme nicht möglich sind, wie z. B. bei der Unterwasser- und Seeschifffahrt. Das am besten integrierte Navigationssystem ist dasjenige, das auf der GPS-Navigation basiert. Die meisten modernen Überwasserfahrzeuge verfügen über einen GPS-Empfänger. Es wird in vielen Bereichen eingesetzt, in denen Satellitennavigationssysteme nicht zur Verfügung stehen, z. B. bei der Unterwasser- und Unterseenavigation. Die gängigste Kombination für Navigationssysteme in Überwasserfahrzeugen sind Trägheitsnavigationssysteme (IGS) und GPS-Empfänger (entweder im Schiff eingebaut oder extern). Sowohl IGS als auch GPS-Empfänger können für die Positionierung von Fahrzeugen auf See verwendet werden.
7. Schlussfolgerung
Ich weiß, dass dies ein großes Thema ist, aber ich denke, es lohnt sich, es zu wiederholen. Integrierte Navigationssysteme werden in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) bis hin zu Schiffen, Zügen, Autos und so weiter. Jede dieser Anwendungen hat ihre eigenen Anforderungen an die Integration zwischen dem Flugzeug und dem Boden (deshalb haben wir diesen Artikel überhaupt geschrieben).
Wozu dienen integrierte Navigationssysteme?
Sie werden verwendet, um eine vom Piloten gesteuerte Aufgabe zur Seite zu legen und sie einer anderen Person zu überlassen. Bei diesem Objekt handelt es sich um eine Drohne oder ein autonomes Fahrzeug, das von einer Person an Bord gesteuert werden muss, während diese etwas anderes tut (z. B. fahren, fliegen oder navigieren).
Wozu werden integrierte Navigationssysteme nicht verwendet?
Sie sind für nichts anderes geeignet als dafür, Drohnen und autonome Fahrzeuge dorthin zu führen, wo sie hinmüssen. Sie sind keine guten Entscheidungshilfen, weil sie nicht mehr über ihre Umgebung erfahren können als das, was sie mit ihren eigenen Augen sehen können. Sie können UAVs nicht in neue Umgebungen leiten, die es noch nicht gibt, oder weg von alten Umgebungen, die sie verwirren könnten - was sie noch weniger nützlich macht als herkömmliche Trägheitsnavigationssysteme (IGS), die UAVs in neue Bereiche leiten können, wenn es um sie herum nichts gibt, was wie ein Hindernis aussieht, weil es keines gibt!
