IMU được biết đến là một cảm biến được trang bị trên các thiết bị điện tử, ứng dụng trong đa dạng lĩnh vực đời sống, đặc biệt là định vị vệ tinh. Vậy cụ thể IMU là gì? Việc sử dụng IMU trong định vị vệ tinh mang lại những lợi ích gì? Hãy cùng Đất Hợp tìm hiểu trong bài viết sau đây!
IMU là gì?
– Khái niệm IMU
IMU được viết tắt từ Inertial Measurement Unit – là một cảm biến có khả năng đo lường quán tính, tốc độ, gia tốc và góc nghiêng của thiết bị so với trục vuông góc với bề mặt Trái Đất. Hiện nay, IMU được tích hợp trên rất nhiều các thiết bị như máy bay, máy bay không người lái (Drone) và đặc biệt là được tích hợp trên hầu hết các dòng điện thoại thông minh.
IMU là một cảm biến có khả năng đo quán tính, tốc độ, gia tốc và góc nghiêng của thiết bị so với trục thẳng đứng.
Cảm biến đo lường quán tính IMU cung cấp dữ liệu điều hướng và định vị với độ tin cậy và chính xác cao. Đồng thời, IMU được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như hàng không, hàng hải và các phương tiện tự hành.
Cảm biến IMU được tích hợp trên các thiết bị nhằm thực hiện các công việc như:
- Tính trọng lượng tác dụng đến thiết bị.
- Tính tốc độ, gia tốc của thiết bị (các yếu tố bao gồm gia tốc, tốc độ tiến – lùi, tốc độ xoay và gia tốc).
- Tính góc nghiêng của thiết bị so với trục vuông góc thẳng đứng với mặt đất.
- Tính tọa độ của thiết bị.
– IMU hoạt động như thế nào?
Tất cả các hệ thống IMU đều hoạt động theo một nguyên lý chung như sau:
- Một gia tốc kế (Accelerometer): Thực hiện đo gia tốc của bản thân hệ thống IMU, thông thường bao gồm từ 2 đến 3 trục, tương ứng với 3 chiều trong không gian.
- Một con quay hồi chuyển (Gyroscope): Thực hiện đo tốc độ khi quay xung quanh một trục của hệ thống IMU.
- Ngoài ra, trong một số hệ thống còn bao gồm một từ kế để sử dụng làm dữ liệu tham chiếu.
Qua đó, có thể thấy cấu trúc điển hình của một hệ thống IMU chứa một gia tốc kế, một con quay hồi chuyển và từ kế, tương ứng với ba dữ liệu về độ cao, độ lăn và độ lệch.
Lợi ích khi sử dụng IMU trong định vị vệ tinh
Khi công nghệ ngày càng phát triển hiện đại, cảm biến IMU cũng dần được sử dụng phổ biến, tích hợp trong các thiết bị định vị vệ tinh, giúp cải thiện độ chính xác và độ tin cậy đáng kể.
Các thiết bị thu tín hiệu định vị vệ tinh GNSS sử dụng các thông tin nhận được để xác định vị trí và vận tốc của người dùng, khi kết hợp với cảm biến IMU, thiết bị có thể xác định được 2 yếu tố bao gồm góc nghiêng và hướng nghiêng của máy so với trục vuông góc thẳng đứng. Đồng thời, khi kết hợp những dữ liệu lại, người dùng có thể tính toán được vị trí, vận tốc và hướng với độ chính xác cao.
Sử dụng IMU trong định vị vệ tinh giúp nâng cao độ chính xác và tin cậy của kết quả định vị.
Một số lợi ích khi sử dụng IMU trong định vị vệ tinh có thể kể đến như:
- Cung cấp thông tin về vị trí và vận tốc với độ chính xác và tin cậy cao (kể cả trong các trường hợp tín hiệu vệ tinh GNSS yếu hoặc bị cản trở).
- Cho phép theo dõi vị trí và hướng của người dùng một cách liên tục, ngay cả khi không có tín hiệu GNSS.
- Có thể hoạt động trong điều kiện môi trường khác nhau một cách chắc chắn và bền bỉ. Ví dụ như khu vực đô thị, rừng hay biển, các khu vực nhiệt độ, độ ẩm và điều kiện khắc nghiệt khác,…
- Được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng từ khảo sát và thành lập bản đồ, hàng không, hàng hải, phương tiện tự hành và kể cả giải trí, thể thao ngoài trời.
Trong tương lai, các thiết bị định vị vệ tinh sử dụng cảm biến IMU được nhận định sẽ không ngừng phát triển và ngày càng được cải tiến về độ chính xác, độ tin cậy và khả năng hoạt động. Một số lĩnh vực công nghệ như trí tuệ nhân tạo (AI) hay 5G cũng là một điều kiện để cải thiện hiệu suất trên các cảm biến IMU, hỗ trợ định vị và điều hướng chính xác hơn.
Thiết bị định vị vệ tinh tích hợp cảm biến IMU
– Trimble R12i
Với Trimble R12i, hiệu suất định vị được cải thiện đáng kể khi hoạt động trong các điều kiện đo GNSS khó khăn và tích hợp khả năng bù nghiêng mạnh mẽ dựa trên cảm biến quán tính IMU. Cùng với đó, khả năng hoạt động của Trimble R12i cũng được nâng cao với công nghệ Trimble ProPoint GNSS, Trimble SiteVision, dịch vụ hiệu chỉnh RTX Centerpoint, công nghệ Trimble XFill, Trimble 360,…
Máy định vị vệ tinh Trimble R12i có khả năng bù nghiêng mạnh mẽ dựa trên bộ quán tính IMU.
Các thông số kỹ thuật nổi bật của Trimble R12i:
- Độ chính xác:
+ Đo tĩnh hậu xử lý: 3mm H/ 3.5mm V
+ Đo RTK: 8mm H / 15mm V
+ Đo RTK bù nghiêng: RTK + 5mm + 0.4mm/độ nghiêng H
- Tín hiệu vệ tinh thu được: GPS, Glonass, Galileo, Beidou, SBAS, QZSS, NavIC (IRNSS), RTX.
- Loại hệ thống: Ăng-ten tích hợp.
>>> Xem thêm: Công nghệ bù nghiêng Trimble TIP trên R12i có gì đặc biệt?
– Trimble R780
Máy định vị Trimble R780 được trang bị công nghệ Trimble Inertial Platform (TIP) cho khả năng bù nghiêng dựa trên cảm biến IMU, đồng thời cung cấp khả năng miễn ảnh hưởng bởi từ tính. Ngoài ra, thiết bị còn được tích hợp các công nghệ tiên tiến và hiện đại như: Công nghệ định vị Trimble ProPoint GNSS, công nghệ Trimble Maxwell 7, công nghệ khắc phục sự cố tín hiệu Trimble xFill, hỗ trợ sóng hiệu chỉnh Trimble CenterPoint RTX.
Máy định vị vệ tinh Trimble R780 được trang bị cảm biến IMU.
Các thông số kỹ thuật nổi bật của Trimble R780:
- Độ chính xác:
+ Đo tĩnh hậu xử lý: 3mm H/ 3.5mm V
+ Đo RTK: 8mm H / 15mm V
+ Đo bù nghiêng: RTK /RTX + 8mm + 0.5mm/độ nghiêng
- Tín hiệu vệ tinh thu được: GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, NavIC, QZSS, SBAS, L-Band.
- Loại hệ thống: Ăng-ten tích hợp.
IMU hiện nay đã dần trở nên phổ biến và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống. Bên cạnh đó, khi sử dụng IMU trong định vị vệ tinh đã mang lại nhiều lợi ích, nổi bật nhất là độ chính xác và đáng tin cậy của kết quả định vị và điều hướng. Do đó, việc tích hợp cảm biến IMU vào thiết bị định vị vệ tinh đang là một xu hướng trong tương lai. Để được tư vấn chi tiết về các thiết bị định vị vệ tinh có trang bị cảm biến IMU, hãy liên hệ ngay đến Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125, chúng tôi luôn sẵn lòng hỗ trợ!
>>> Xem thêm: Máy đo RTK bù nghiêng: Nguyên lý hoạt động, thuật toán sử dụng & ưu điểm
