Systèmes de navigation inertielle s'appuient sur deux grandeurs naturelles de référence terrestre pour le calcul de la position et de l'attitude : la vitesse angulaire de rotation de la Terre et l'accélération gravitationnelle. Ces deux paramètres naturels fondamentaux constituent la base de la technologie de navigation inertielle, et sont également des fondements importants pour l'aérospatiale, le positionnement géographique et la recherche sur la Terre. En tirant parti de l'avantage technique essentiel du calcul précis des deux grandeurs de référence, les produits de navigation inertielle de haute qualité fonctionnent de manière totalement indépendante, sans dépendre de signaux externes tels que les satellites ou les stations de base. Dotés d'une capacité anti-interférence, d'un fonctionnement par tous les temps et d'une grande stabilité, ils peuvent s'adapter à divers scénarios d'utilisation difficiles et complexes, et fournir des services de positionnement, de mesure de vitesse et de mesure d'attitude précis et continus pour tous les types de porteurs mobiles.
1. Vitesse angulaire de rotation de la Terre
La vitesse angulaire de rotation de la Terre désigne la vitesse à laquelle la Terre tourne sur son axe. La Terre tourne de manière régulière d'ouest en est. Pour une application quotidienne, sa vitesse de rotation est d'environ 15 degrés par heure, avec une valeur physique standard de 7,292 × 10⁻⁵ rad/s. Le phénomène le plus intuitif résultant de la rotation de la Terre est l'alternance du jour et de la nuit. La rotation stable fournit également un rythme temporel régulier à la vie sur Terre.
Contrairement à la vitesse angulaire uniforme, la vitesse de rotation linéaire varie dans différentes régions de la Terre. Elle atteint un maximum d'environ 465 mètres par seconde à l'équateur, et diminue progressivement à mesure que la latitude augmente, tombant à zéro aux pôles Nord et Sud. De plus, à la même latitude, plus l'altitude est élevée, plus la vitesse linéaire est légèrement plus élevée. C'est pourquoi la plupart des bases de lancement spatial sont construites dans des zones de basse latitude et les fusées décollent vers l'est, ce qui permet d'économiser du carburant en profitant de la vitesse de rotation de la Terre.
La vitesse de rotation de la Terre n'est pas absolument fixe, avec de minuscules changements qui ne peuvent être détectés que par des équipements de haute précision et sont imperceptibles pour les humains. À long terme, le frottement des marées ralentit progressivement la rotation de la Terre. Annuellement, affectée par les mouvements atmosphériques et océaniques, la vitesse de rotation présente de légères fluctuations saisonnières, généralement plus lente en hiver et plus rapide en été. De plus, les activités internes de la Terre et les forces gravitationnelles célestes provoquent également de minuscules fluctuations irrégulières de la vitesse de rotation. La rotation de la Terre produit également l'effet Coriolis, affectant subtilement la circulation atmosphérique mondiale, les courants océaniques et les reliefs terrestres. En réponse à ces minuscules changements dynamiques des paramètres de rotation, nos produits de navigation inertielle sont équipés d'algorithmes de compensation dynamique de haute précision. Ils peuvent s'adapter en temps réel aux fluctuations subtiles de la vitesse angulaire de rotation de la Terre, corriger automatiquement les erreurs de mesure et améliorer considérablement la précision et la stabilité du positionnement à long terme de l'équipement, adaptés à de multiples scénarios tels que les drones, la navigation de véhicules, la navigation de navires et les levés et cartographie industriels.
2. Accélération gravitationnelle
L'accélération gravitationnelle désigne l'accélération de chute des objets près de la surface de la Terre sous l'effet de la gravité. C'est l'accélération combinée de la force gravitationnelle de la Terre et de la force centrifuge causée par la rotation de la Terre, servant de paramètre de base essentiel pour la navigation inertielle, les levés d'ingénierie et l'exploration géologique. Dans le fonctionnement des systèmes de navigation inertielle, des données précises sur l'accélération gravitationnelle locale sont nécessaires pour calibrer les erreurs de l'équipement et éliminer les interférences gravitationnelles, afin de calculer avec précision l'état de mouvement réel des porteurs.
L'accélération gravitationnelle n'est pas uniforme sur toute la Terre et présente de légères différences influencées par de multiples facteurs, parmi lesquels la latitude est le facteur dominant. La Terre est une sphère oblate légèrement aplatie aux pôles et renflée à l'équateur. Combinée à l'effet de décalage de la force centrifuge de rotation, l'accélération gravitationnelle augmente avec la latitude, avec une valeur minimale au niveau de la mer à l'équateur et une valeur maximale au niveau de la mer aux pôles. À la même latitude, plus l'altitude est élevée, plus l'accélération gravitationnelle est faible. De plus, la densité inégale des roches souterraines, des minéraux, des plans d'eau et d'autres structures géologiques provoque des déviations locales des valeurs de gravité. Les zones minières à haute densité et les couches rocheuses compactes ont des valeurs de gravité plus élevées, tandis que les strates meubles, les lacs et les zones pétrolières et gazières ont des valeurs plus faibles. Ce principe est largement appliqué dans la prospection gravimétrique.
L'accélération gravitationnelle présente également de subtils changements dynamiques. À long terme, les activités géologiques telles que le mouvement des plaques, la fonte des glaciers et l'élévation du niveau de la mer provoquent des changements minuscules extrêmement lents des valeurs de gravité locales. À court terme, les forces gravitationnelles du soleil et de la lune ainsi que les changements de charge atmosphérique déclenchent de petites fluctuations périodiques de l'accélération gravitationnelle. De nombreux phénomènes naturels courants, y compris la chute libre et le balancement périodique des pendules, dérivent de l'accélération gravitationnelle, qui est également une référence clé pour l'ingénierie architecturale, la conception de navires et d'autres domaines. Visant les différences de gravité et les fluctuations dynamiques causées par la latitude, l'altitude et les environnements régionaux, nos produits de navigation inertielle sont construits avec une base de données gravimétrique de haute précision sur toute la gamme. Ils prennent en charge la calibration précise adaptative, éliminent efficacement les interférences gravitationnelles et compensent les erreurs environnementales, et résolvent le problème de dérive de précision des équipements de navigation traditionnels dans les zones complexes et en fonctionnement à long terme. Avec une forte adaptabilité, une précision de mesure élevée et un fonctionnement stable, les produits répondent aux besoins de navigation et de mesure de haute précision de multiples industries, y compris les levés et cartographie civils, la conduite intelligente, les équipements spéciaux et l'exploration géologique.
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