INS

INS (Inertial Navigation System; Ataletsel Seyrüsefer Sistemi), ivmeölçer ve açıölçer sensörleri kullanarak, hareket halindeki bir aracın (uçak, füze, denizaltı, vs ...) mutlak konumunu belirler. Tamamen bağımsız olma özelliğine sahip olup, herhangi bir elektromanyetik yayın oluşturmadan çalışır. Çalışma prensibi, referans olan bir başlangıç noktasından itibaren (ilk bilinen/belirlenen konum) sürekli hız, ivme ve açı hareketlerini ölçerek ulaşılan noktadaki konumu belirler. Genelde konumlama (GPS) sistemini destekleme amaçlı kullanılır. Oldukça doğru sonuçlar verir.^[1]

Dizayn

Haritalara veya GPS'e ihtiyaç duymadan seyir imkanı sunan Ataletsel Seyrüsefer Sistemi, kendi kendine çalışan bir pusula niteliğindedir. Hareketinizi akıllı sensörler kullanarak takip eden bu sistem, hassas hızölçer (ivmeölçer) ve dönüş algılayıcıları (jiroskop) ile donatılmış İnme Ölçüm Ünitelerine (IMU) dayanır.

İvmeölçerler, hareketin yönünü ve hızını algılarken, jiroskoplar ise dönüşleri ve eğimleri takip eder. Bu sensörlerden gelen veriler, INS'in başlangıç noktasına göre konumunuzu, yönünüzü ve hızınızı hesaplamasını sağlar.

Gözleri kapalı bir yolcunun arabada hareket ederken hissettiklerine benzetilebilir. Yolcu, aracın hareket etmesiyle oluşan ivmeyi ve dönüşlerde oluşan dönüşleri hissederek, başlangıç noktasına göre konumunu tahmin edebilir.

Ancak INS'in bir dezavantajı da vardır: GPS'te olduğu gibi kesin konum bilgisine sahip değildir. Bu sorunun üstesinden gelmek için başlangıçta bir GPS cihazı, insan müdahalesi veya başka güvenilir bir kaynak tarafından sağlanan konum bilgisi gereklidir. Bu ilk bilgiyi alan INS, iç sensörlerine göre konumunu sürekli güncelleyen bağımsız bir seyir aracı haline gelir.

GPS'ten farklı olarak INS, harici sinyallere dayanmaz. Bu sayede sinyal karışmalarına ve aldatmalara karşı direnç göstererek, dış rehberliğin mümkün olmadığı durumlarda ideal bir çözüm sunar.^[2]

Tarih

İlk jiroskopik sistemler Léon Foucault tarafından geliştirildi, ardından Elmer Sperry tarafından 20. yüzyılın başında ilkel bir otomatik pilot oluşturmak için kullanıldı. Ancak, gerçek anlamda inersal referanslı navigasyon sistemlerinin geliştirilmesi için 1930'lara kadar beklemek gerekti. İlk inersal navigasyon sistemi prototipleri, orijinal olarak roket kılavuzluğunda kullanılmak üzere Robert Goddard ve Wernher von Braun tarafından geliştirildi. V2 roketi için tasarlanan ilk sistem, roketin rotasını korumak için iki jiroskop ve bir ivmeölçerden oluşuyordu.^[3] Ancak bu ilk sistemler, ağır elektromekanik ve analog yapılardan oluşuyordu ve yedeklilik barındırmıyorlardı.^[4] Bu durum, özellikle Apollo programında, navigasyon sisteminin kritik önem taşıdığı ve astronotların hayatlarının buna bağlı olduğu durumlarda büyük bir dezavantaj teşkil ediyordu. Bu zorluklar, ilk dijital inersyal navigasyon sisteminin geliştirilmesi için önemli bir itici güç oluşturdu.^[5]^[6]

Ticari uçaklarda kısmi otomatik navigasyon imkanı sunan Delco Carousel sistemi, inersyal navigasyonun havacılıktaki önemli bir uygulamasına örnek teşkil eder. Bu sistem, pilotların önceden belirlenmiş bir dizi noktayı sisteme girerek, bu noktalar arasında otomatik olarak seyir etmelerini sağlıyordu. Güvenlik amacıyla bazı uçaklarda iki adet Delco Carousel sistemi kullanılmıştır.

Kaynakça

^ Yunus Şuayip ÇETİN, "ÜLKEMİZİN UYDU HAVA SEYRÜSEFER HABERLEŞME SİSTEMLERİNE OLAN İHTİYACIN TEKNİK VE EKONOMİK BOYUTUNUN ANALİZİ 25 Mart 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.", Kasım 2004, §2.2.3.9 INS (Atalet Seyrüsefer Sistemi), sayfa 19
^ NALBANTOĞLU, Volkan; SEYMEN, Burak (2007). "Ataletsel seyrüsefer sistemleri" |url= değerini kontrol edin (yardım). Mühendis ve Makina. 48 (566). ISSN 1300-3402.
^ "Sputnik Biographies—Wernher von Braun (1912–1977)". history.nasa.gov. 28 Mart 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi.
^ "Engineering360". Globalspec.com. 20 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi.
^ Apollo on-board guidance, navigation and control system, Dave Hoag, International Space Hall of Fame Dedication Conference in Alamogordo, N.M., October 1976
^ C. S. Draper; W. Wrigley; G. Hoag; R. H. Battin; J. E. Miller; D. A. Koso; Dr. A. L. Hopkins; Dr. W. E. Vander Velde (June 1965). "Apollo Guidance and Navigation" (PDF). Web.mit.edu. 11 Haziran 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 9 Temmuz 2017.

[1] Yunus Şuayip ÇETİN, "ÜLKEMİZİN UYDU HAVA SEYRÜSEFER HABERLEŞME SİSTEMLERİNE OLAN İHTİYACIN TEKNİK VE EKONOMİK BOYUTUNUN ANALİZİ 25 Mart 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.", Kasım 2004, §2.2.3.9 INS (Atalet Seyrüsefer Sistemi), sayfa 19

[2] NALBANTOĞLU, Volkan; SEYMEN, Burak (2007). "Ataletsel seyrüsefer sistemleri" |url= değerini kontrol edin (yardım). Mühendis ve Makina. 48 (566). ISSN 1300-3402.

[3] "Sputnik Biographies—Wernher von Braun (1912–1977)". history.nasa.gov. 28 Mart 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi.

[4] "Engineering360". Globalspec.com. 20 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi.

[5] Apollo on-board guidance, navigation and control system, Dave Hoag, International Space Hall of Fame Dedication Conference in Alamogordo, N.M., October 1976

[6] C. S. Draper; W. Wrigley; G. Hoag; R. H. Battin; J. E. Miller; D. A. Koso; Dr. A. L. Hopkins; Dr. W. E. Vander Velde (June 1965). "Apollo Guidance and Navigation" (PDF). Web.mit.edu. 11 Haziran 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 9 Temmuz 2017.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]