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AHRS - Sistema di riferimento di assetto e direzione

L'Attitude & Heading Reference SystemAHRS) è una tecnologia fondamentale per la moderna navigazione aerea e marittima. Fornisce informazioni essenziali sull'orientamento e la direzione di un aereo o di un'imbarcazione, garantendo una navigazione sicura e accurata.

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Guadagno dell'antenna

Il guadagno dell'antenna GNSS descrive la capacità dell'antenna di ricevere segnali satellitari da direzioni specifiche con intensità variabile. Svolge un ruolo fondamentale nel determinare la qualità del segnale, la portata della ricezione e la precisione del posizionamento. A differenza delle antenne altamente direzionali, le antenne GNSS sono progettate per fornire un guadagno costante in tutto il cielo per seguire più satelliti contemporaneamente. Uno schema di guadagno ben bilanciato aiuta a minimizzare la perdita di segnale, a ridurre le interferenze multipath e a mantenere prestazioni affidabili in ambienti diversi. La comprensione del guadagno dell'antenna è essenziale per la scelta dell'antenna GNSS giusta per applicazioni come il rilevamento, la navigazione, la geodesia e i sistemi autonomi.

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Polarizzazione dell'antenna

La polarizzazione dell'antenna definisce l'orientamento del campo elettrico di un'antenna durante la trasmissione o la ricezione del segnale. Svolge un ruolo cruciale nella comunicazione wireless influenzando l'intensità, la qualità e l'affidabilità del segnale. I tipi comuni includono la polarizzazione lineare, circolare ed ellittica, ciascuna adatta ad applicazioni specifiche. L'abbinamento della polarizzazione tra le antenne trasmittenti e riceventi massimizza l'efficienza del segnale e riduce al minimo le perdite. Inoltre, i fattori ambientali e l'orientamento dell'antenna possono influenzare le prestazioni della polarizzazione. Comprendere la polarizzazione dell'antenna è essenziale per progettare e ottimizzare i sistemi di comunicazione, i ricevitori di navigazione e le tecnologie radar per garantire una trasmissione del segnale efficace e affidabile in varie condizioni.

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Diagramma di radiazione dell'antenna

Il diagramma di radiazione dell'antenna GNSS descrive il modo in cui l'antenna riceve i segnali da diverse direzioni nello spazio. È un fattore chiave nel determinare la capacità dell'antenna di seguire i satelliti nel cielo e di mantenere la qualità del segnale. Un diagramma di radiazione ben progettato garantisce un forte guadagno verso lo zenit e una copertura adeguata verso l'orizzonte, riducendo al minimo le interferenze da direzioni indesiderate. Ciò influisce direttamente sulla precisione del posizionamento, sull'affidabilità del segnale e sulla resistenza agli effetti di multipath. La comprensione e l'ottimizzazione del diagramma di radiazione è essenziale per le applicazioni GNSS ad alte prestazioni come il rilevamento, l'aviazione, i veicoli autonomi e la ricerca scientifica.

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Anti-jamming

L'anti-jamming si riferisce alle tecniche e alle tecnologie progettate per proteggere i segnali satellitari, in particolare i segnali GNSS , da interferenze intenzionali o non intenzionali. Poiché questi segnali sono deboli quando raggiungono i ricevitori, sono vulnerabili alle interferenze dei dispositivi di disturbo che bloccano o sovrascrivono il segnale. I sistemi anti-jamming rilevano, filtrano o evitano questi segnali di interferenza per garantire una navigazione e una comunicazione continue e precise. Questi metodi includono l'uso di antenne direzionali, l'elaborazione avanzata del segnale, la diversità di frequenza e l'integrazione con altri sensori, contribuendo a mantenere prestazioni affidabili anche in ambienti difficili o ostili. Un sistema anti-jamming protegge i segnali GPS e satellitari dai disturbatori a bassa potenza, facilmente accessibili online e in grado di disturbare il posizionamento e la temporizzazione su vaste aree.

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Dispositivo anti-jamming

Un dispositivo anti-jamming è un componente critico dei moderni sistemi di navigazione, progettato per proteggere dalle interferenze del segnale che possono disturbare il posizionamento e la temporizzazione GNSS. Poiché i segnali satellitari sono intrinsecamente deboli quando raggiungono la Terra, sono altamente vulnerabili al jamming, ovvero alla trasmissione intenzionale o non intenzionale di segnali a radiofrequenza che sovrastano o bloccano il segnale originale. I dispositivi anti-jamming utilizzano tecniche avanzate come il beamforming, il filtraggio e l'elaborazione del segnale per rilevare, sopprimere o respingere le interferenze. Questi dispositivi garantiscono una navigazione affidabile e precisa in ambienti difficili, rendendoli essenziali per la difesa, l'aviazione, le applicazioni marittime e autonome in cui la disponibilità continua del GNSS è fondamentale.

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Assetto nella navigazione

Nella navigazione, l'assetto si riferisce all'orientamento di un veicolo o oggetto rispetto a un sistema di riferimento fisso, che è tipicamente definito da tre assi di rotazione: beccheggio, rollio e imbardata.

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Rilevamento basato su zaino

Il rilievo a zaino è un metodo di mappatura moderno e mobile che combina sensori avanzati in un sistema indossabile. Progettato per garantire flessibilità ed efficienza, consente agli utenti di raccogliere dati spaziali accurati mentre camminano in aree difficilmente accessibili con veicoli, droni o attrezzature tradizionali. Dotati di tecnologie come GNSS, LiDAR, telecamere e sensori inerziali, i sistemi a zaino sono ideali per la mappatura di foreste, ambienti urbani, gallerie e spazi interni. Questo approccio semplifica la raccolta dei dati, riduce i tempi di configurazione e consente la modellazione 3D ad alta risoluzione sia in ambienti aperti che in ambienti GNSS.

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Percorso inerziale elaborato all'indietro

Il percorso inerziale elaborato all'indietro si riferisce alla tecnica di calcolo della traiettoria di un veicolo elaborando i dati inerziali in ordine temporale inverso. Questo metodo parte da un punto finale noto, ad esempio quando il segnale GNSS viene riacquisito dopo un'interruzione, e calcola il percorso a ritroso. Fornisce una prospettiva alternativa sulla stima della posizione, particolarmente utile se combinata con il percorso elaborato in avanti. Confrontando entrambi i percorsi, gli ingegneri possono identificare e ridurre meglio gli errori di deriva nei sistemi di navigazione inerziale GNSS, migliorando la precisione complessiva in ambienti difficili.

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Elaborazione a ritroso

L'elaborazione a ritroso è una tecnica di post-elaborazione GNSS che calcola i dati di posizione dalla fine di un rilevamento verso l'inizio. A differenza dell'elaborazione in avanti, che opera in ordine cronologico, l'elaborazione all'indietro analizza i dati in ordine temporale inverso. Questo metodo migliora l'accuratezza correggendo gli errori che possono verificarsi verso la fine di un set di dati. Si rivela particolarmente utile se combinato con l'elaborazione in avanti, consentendo agli utenti di unire i risultati e produrre una traiettoria più affidabile. L'elaborazione a ritroso è ideale per le applicazioni che richiedono un'elevata precisione, come la mappatura mobile, le missioni UAV e i rilievi marini, dove il perfezionamento dei dati dopo la missione è fondamentale.

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Velocità di trasmissione

Il baud rate svolge un ruolo fondamentale nei sistemi di navigazione inerziale, definendo la velocità di trasferimento dei dati tra i sensori e le unità di elaborazione. Una corretta selezione della velocità di trasmissione assicura una comunicazione accurata e tempestiva dei dati di movimento, orientamento e velocità. L'ottimizzazione di questo parametro è essenziale per ottenere prestazioni affidabili nelle applicazioni di navigazione ad alta dinamica e in tempo reale.

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BeiDou

Beidou è il sistema di posizionamento globale cinese che offre servizi di posizionamento, navigazione e cronometraggio a livello globale. Denominato come la costellazione dell'Orsa Maggiore, Beidou rappresenta il significativo progresso della Cina nell'infrastruttura e nella tecnologia spaziale.

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Sistema di riferimento del corpo

Il sistema di coordinate del sensore (corpo), spesso chiamato sistema di riferimento del corpo o del veicolo, funge da sistema di riferimento fisso a una piattaforma mobile, come un drone, un'auto, un missile o un veicolo sottomarino. Gli ingegneri utilizzano questo sistema per descrivere il movimento e l'orientamento della piattaforma rispetto a se stessa, rendendolo essenziale per la navigazione, il controllo e la sensor fusion.

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Filtri integrati

L'incorporazione di filtri integrati nelle antenne GNSS è indispensabile per salvaguardare i ricevitori dalle interferenze del segnale, garantendo così il mantenimento di un posizionamento preciso. Questi filtri sono progettati per bloccare le frequenze indesiderate, come i segnali cellulari, radio o Wi-Fi, lasciando passare solo i segnali GNSS . È importante notare che i segnali satellitari arrivano a livelli di potenza molto bassi; pertanto, anche un'interferenza minima può potenzialmente influire sulle prestazioni. È stato dimostrato che l'integrazione di filtri direttamente nell'antenna migliora la qualità del segnale, riduce il rumore e semplifica il sistema. Questa protezione integrata è particolarmente importante negli ambienti urbani o industriali, dove la congestione del segnale è prevalente. È importante notare che un filtraggio affidabile è essenziale per garantire prestazioni GNSS stabili in tutte le applicazioni.

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Navigazione stimata

La navigazione stimata è una tecnica di navigazione utilizzata per determinare la propria posizione attuale utilizzando una posizione precedentemente nota e calcolando la rotta in base a velocità, tempo e direzione percorsa.

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DVL – Doppler Velocity Log

Un Doppler Velocity Log (DVL) è un sensore acustico utilizzato per misurare la velocità di un veicolo subacqueo rispetto al fondale marino o alla colonna d'acqua. Funziona utilizzando l'effetto Doppler, in cui le onde sonore emesse dai trasduttori del DVL si riflettono sulle superfici e ritornano con uno spostamento di frequenza proporzionale al movimento del veicolo. Analizzando questo spostamento, il DVL calcola la velocità in tre dimensioni (surge, sway e heave), consentendo una navigazione e un posizionamento subacqueo accurati.

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ECEF: Sistema di riferimento Earth-Centered, Earth-Fixed

Il sistema di riferimento Earth-Centered, Earth-Fixed (ECEF) è un sistema di coordinate globale utilizzato per rappresentare le posizioni sulla Terra o nelle sue vicinanze. È un sistema di riferimento rotante che rimane fisso rispetto alla superficie terrestre, il che significa che si muove con il pianeta durante la sua rotazione. Ingegneri, scienziati e sistemi di navigazione utilizzano le coordinate ECEF per tracciare con precisione le posizioni in un contesto globale.

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EKF – Filtro di Kalman esteso

L'Extended Kalman Filter (EKF) è un algoritmo utilizzato per stimare lo stato di un sistema dinamico da misurazioni rumorose. Estende il filtro di Kalman per accogliere sistemi non lineari, che sono comuni negli scenari di navigazione del mondo reale. Mentre il filtro di Kalman standard presuppone linearità e rumore gaussiano, l'EKF linearizza il sistema non lineare attorno alla stima corrente, consentendogli di funzionare efficacemente in ambienti più complessi.

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FOG – Giroscopio a fibra ottica

Un giroscopio ottico, come un giroscopio a fibra ottica (FOG), misura la rotazione utilizzando l'interferenza della luce anziché parti mobili. Funziona in base all'effetto Sagnac, rilevando i cambiamenti di orientamento mentre la luce viaggia attraverso lunghe bobine di fibra ottica, a volte lunghe diversi chilometri. Questo design offre elevata precisione e affidabilità, rendendo i giroscopi ottici ideali per i sistemi di navigazione in applicazioni aerospaziali, marittime e di difesa.

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Percorso inerziale elaborato in avanti

Il percorso inerziale elaborato in avanti rappresenta la traiettoria calcolata dai dati del sensore inerziale in tempo reale. Questo metodo elabora i dati in sequenza dall'inizio alla fine, utilizzando le misure di accelerazione e velocità angolare per stimare posizione, velocità e orientamento. Pur consentendo una navigazione continua anche durante le interruzioni del GNSS , la soluzione può accumulare deriva nel tempo senza correzioni esterne. L'elaborazione in avanti costituisce la base della navigazione inerziale ed è essenziale per il tracciamento in tempo reale in ambienti privi di GPS.

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Elaborazione in avanti

L'elaborazione in avanti è una tecnica utilizzata nella post-elaborazione dei dati GNSS per calcolare la posizione e la traiettoria dall'inizio alla fine di un rilevamento. Analizzando i dati in ordine cronologico, stima le variazioni di posizione nel tempo utilizzando i segnali satellitari, i modelli di correzione e la fusione dei sensori. Questo metodo svolge un ruolo fondamentale nel migliorare l'accuratezza delle attività di mappatura, rilievo e navigazione, soprattutto nei flussi di lavoro post-missione.

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Sovrapposizione dei percorsi avanti-indietro

La sovrapposizione dei percorsi avanti-indietro combina i dati di navigazione elaborati in entrambe le direzioni per migliorare la precisione del posizionamento durante le interruzioni GNSS . Unendo le soluzioni inerziali avanti e indietro, il sistema riduce al minimo la deriva e corregge gli errori che si verificano in genere quando i segnali GNSS non sono disponibili. Questa tecnica migliora la qualità complessiva dei dati, soprattutto in ambienti difficili come gallerie, canyon urbani o foreste.

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Elaborazione avanti-indietro

L'elaborazione avanti/indietro è una tecnica di post-elaborazione che migliora la precisione del posizionamento analizzando i dati inerziali e GNSS in entrambe le direzioni. Il percorso inerziale elaborato in avanti calcola il movimento in base ai dati in tempo reale, accumulando la deriva nel tempo. Il percorso inerziale elaborato all'indietro parte da un punto finale noto, invertendo i dati per identificare la deriva nella direzione opposta. Combinando entrambi, i percorsi in avanti e all'indietro sovrapposti forniscono una soluzione raffinata che riduce al minimo gli errori e migliora le prestazioni di navigazione, soprattutto in ambienti GNSS, come gallerie o canyon urbani.

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Fugro Marinestar

Fugro Marinestar® fornisce servizi di posizionamento GNSS ad alta precisione, adattati alle esigenze specifiche di settori quali le costruzioni marine, il dragaggio, l'idrografia, le operazioni navali, lo sviluppo di parchi eolici e la ricerca oceanografica. Grazie a oltre 30 anni di esperienza nel campo del posizionamento satellitare e ai continui progressi tecnologici, Marinestar® fornisce soluzioni all'avanguardia e affidabili progettate per applicazioni marine critiche. Molteplici costellazioni GNSS [...]

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Galileo: sistemi di navigazione satellitare

Galileo è il sistema di navigazione satellitare globale europeo. Fornisce servizi di posizionamento e temporizzazione accurati in tutto il mondo. L'Unione Europea e l'ESA hanno sviluppato e gestiscono Galileo. Lo hanno creato per offrire un supporto di navigazione indipendente e affidabile. Galileo integra sistemi come GPS, GLONASS e Beidou.

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Georeferenziazione

La georeferenziazione è il processo di allineamento di dati spaziali, come mappe, immagini aeree o documenti scansionati, a un sistema di coordinate specifico in modo che corrispondano accuratamente alle posizioni del mondo reale.

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GLONASS: Sistema di posizionamento globale russo

GLONASS è un sistema globale di navigazione satellitare gestito dalla Russia. È stato progettato per fornire servizi di posizionamento, navigazione e cronometraggio accurati in tutto il mondo. Simile ad altri sistemi di navigazione globale come GPS, Galileo e Beidou, GLONASS utilizza una rete di satelliti per fornire dati precisi sulla posizione agli utenti a terra.

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GNSS - Sistema globale di navigazione satellitare

Il GNSS (Global Navigation Satellite System) si riferisce a una rete di satelliti che lavorano insieme per fornire informazioni precise su posizionamento, navigazione e tempistica a livello globale. GNSS comprende diversi sistemi, come GPS, GLONASS, Galileo e Beidou, ognuno dei quali contribuisce all'obiettivo generale di fornire dati spaziali precisi agli utenti di tutto il mondo.

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Antenne GNSS

Le antenne GPS e GNSS svolgono un ruolo cruciale nei sistemi di navigazione satellitare, catturando i segnali dei satelliti in orbita intorno alla Terra. Queste antenne fungono da gateway principale per la ricezione di dati di posizionamento, navigazione e temporizzazione, essenziali per applicazioni che vanno dalla navigazione quotidiana con lo smartphone ai rilievi di alta precisione e alla guida di veicoli autonomi. Mentre le antenne GPS si concentrano specificamente sul Global Positioning System, le antenne GNSS supportano più costellazioni di satelliti come GPS, Galileo, GLONASS e BeiDou, offrendo una maggiore precisione e affidabilità. Capire come funzionano queste antenne e le loro caratteristiche principali aiuta gli utenti a scegliere la soluzione giusta per le loro specifiche esigenze di navigazione.

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Costellazioni GNSS

La costellazione satellitare si riferisce a un gruppo di satelliti che lavorano insieme per raggiungere un obiettivo comune, come fornire copertura globale o migliorare i servizi di comunicazione e navigazione. Queste costellazioni sono progettate strategicamente per garantire un servizio continuo e affidabile, assicurando che i satelliti lavorino in coordinamento, spesso secondo schemi orbitali specifici.

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Frequenze GNSS

Le frequenze GNSS sono bande radio specifiche utilizzate dai sistemi di navigazione satellitare per trasmettere segnali ai ricevitori sulla Terra. Queste frequenze trasportano informazioni critiche che consentono un posizionamento, una navigazione e una tempistica precisi. Ogni costellazione GNSS , come GPS, Galileo, GLONASS e BeiDou, utilizza un proprio set di frequenze per garantire una copertura globale affidabile. I ricevitori GNSS multifrequenza possono accedere a più bande per migliorare la precisione, correggere i ritardi del segnale e migliorare le prestazioni in ambienti difficili. La comprensione delle frequenze GNSS è essenziale per la progettazione di ricevitori, antenne e sistemi che supportano applicazioni di navigazione ad alta precisione e multicostellazione.

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Segnali GNSS

I segnali GNSS sono onde radio trasmesse dai satelliti di navigazione per fornire agli utenti sulla Terra informazioni precise su posizione, velocità e tempo. Ogni segnale trasporta dati essenziali, tra cui l'identificazione del satellite, la tempistica e le informazioni orbitali, che consentono ai ricevitori GNSS di calcolare posizioni precise. Questi segnali operano su frequenze specifiche e utilizzano tecniche di modulazione uniche per supportare applicazioni civili, commerciali e militari. Con diverse costellazioni GNSS ora attive - come GPS, Galileo, GLONASS e BeiDou - gli utenti beneficiano di una maggiore precisione, affidabilità e disponibilità grazie a segnali GNSS combinati e multifrequenza in vari ambienti e condizioni.

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GPS – Global Positioning System

Global Positioning System o GPS è un sistema di navigazione satellitare che fornisce informazioni sulla posizione e sull'ora in qualsiasi parte della Terra. Inizialmente sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per la navigazione militare, il GPS è diventato una tecnologia cruciale per una vasta gamma di applicazioni civili, tra cui la navigazione, la mappatura e la sincronizzazione temporale.

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Girobussola

Un giroscopio bussola è un dispositivo altamente specializzato utilizzato per determinare la direzione con notevole precisione. A differenza delle bussole magnetiche, che si basano sul campo magnetico terrestre, un giroscopio bussola utilizza i principi del movimento giroscopico per trovare il nord vero.

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Giroscopio

Il giroscopio nella navigazione è un dispositivo che misura la velocità angolare o il movimento di rotazione attorno a un asse specifico. Rilevando le variazioni di orientamento, i giroscopi aiutano a mantenere e controllare la stabilità e la direzione di veicoli, aerei e navicelle spaziali. Sono essenziali per i sistemi che richiedono un controllo preciso del movimento e dell'orientamento, come i sistemi autopilota, i sistemi di navigazione inerzialeINS) e i sistemi di stabilizzazione.

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Metodo di heading

L'heading si riferisce alla direzione in cui un veicolo o un'imbarcazione è orientato rispetto a una direzione di riferimento, tipicamente il nord geografico o il nord magnetico.

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L'orlo

L'ondeggiamento in navigazione si riferisce al movimento verticale di una nave o di una piattaforma causato dalle onde e dal moto ondoso dell'oceano. A differenza del beccheggio e del rollio, che comportano un movimento rotatorio, l'ondulazione rappresenta uno spostamento puramente ascendente e discendente. La comprensione dell'ondulazione è essenziale per le operazioni marittime, le perforazioni offshore e le attività di rilevamento di precisione. Influisce direttamente sulla stabilità della nave, sulla precisione operativa e sulla sicurezza dell'equipaggio. La misurazione e la compensazione accurate dell'ondulazione garantiscono una navigazione affidabile, migliorano le prestazioni delle apparecchiature e mantengono l'efficienza operativa. Nelle moderne operazioni marittime, sensori avanzati, sistemi di compensazione dell'ondulazione e modelli predittivi vengono utilizzati per monitorare e gestire il movimento verticale, consentendo a navi e piattaforme di operare in modo sicuro e preciso in condizioni di mare dinamiche.

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IMU - Unità di misura inerziale

Le unità di misura inerzialiIMU) sono componenti fondamentali dei moderni sistemi di navigazione e tracciamento del movimento. Un'unità di misura inerzialeIMU) è un dispositivo elettronico che misura e riporta la forza specifica di un corpo, la velocità angolare e talvolta il campo magnetico che lo circonda, utilizzando una combinazione di accelerometri, giroscopi e talvolta magnetometri. Le IMU sono fondamentali per tracciare e controllare la posizione e l'orientamento di vari oggetti, da aerei e navi a smartphone e controller di gioco. Esistono diversi tipi di sensori IMU : quelli basati su FOG (Fiber Optic Gyroscope), le IMU RLG (Ring Laser Gyroscope) e infine le IMU basate sulla tecnologia MEMSMicro Electro-Mechanical Systems). Questa tecnologia consente di ridurre i costi e i requisiti di potenza, pur garantendo le prestazioni. I sistemi basati su MEMS combinano quindi alte prestazioni e bassissima potenza in un'unità più piccola.

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Sistema di riferimento inerziale

Un sistema di riferimento inerziale è un sistema di coordinate in cui gli oggetti seguono le leggi del moto di Newton senza la necessità di tenere conto di forze fittizie o esterne. In altre parole, è un sistema di riferimento non accelerato, sia a riposo che in movimento a velocità costante, in cui un corpo rimane a riposo o continua a muoversi di moto uniforme a meno che non sia soggetto a una forza esterna. Scienziati e ingegneri si affidano ai sistemi di riferimento inerziali per analizzare accuratamente il movimento nello spazio, nell'aviazione, nel settore marittimo e nei sistemi robotici.

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INS - Sistema di navigazione inerziale

Il sistema di navigazione inerzialeINS), chiamato anche INS, è un dispositivo di navigazione che fornisce rollio, beccheggio, direzione, posizione e velocità. Questa sofisticata tecnologia determina la posizione, l'orientamento e la velocità di un oggetto senza affidarsi a riferimenti esterni. Questa soluzione di navigazione autonoma è fondamentale in diverse applicazioni, dall'aerospaziale alla difesa, dalla robotica ai veicoli autonomi.

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ITAR – International Traffic in Arms Regulations

L'International Traffic in Arms Regulations (ITAR) è un insieme di normative del governo degli Stati Uniti che controllano l'esportazione e l'importazione di articoli e servizi per la difesa, inclusi sia gli articoli fisici che i dati tecnici relativi all'uso militare.

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Disturbatore di frequenza

I disturbatori rappresentano una minaccia crescente e significativa per i sistemi di navigazione satellitare in tutto il mondo. Poiché la società si affida sempre più ai sistemi globali di navigazione satellitareGNSS) come GPS, Galileo, GLONASS e BeiDou per il posizionamento, la tempistica e la guida precisi, i rischi associati all'interruzione del segnale sono diventati più gravi.

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Jamming

Il jamming è l'atto di interferire deliberatamente con i segnali radio per interrompere il normale funzionamento dei sistemi di comunicazione o navigazione. Spesso illegale, questa attività pone seri rischi bloccando o sovraccaricando i segnali essenziali, specialmente quelli utilizzati nel GPS e in altre reti critiche. Man mano che il nostro mondo diventa più dipendente dalla tecnologia wireless, comprendere e affrontare la minaccia del jamming è diventato sempre più importante.

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LiDAR – Light Detection and Ranging

LiDAR è l'acronimo di Light Detection and Ranging. È un metodo per misurare le distanze emettendo raggi laser verso un bersaglio e misurando il tempo che i raggi impiegano per tornare al sensore. I dati raccolti da queste misurazioni possono quindi essere utilizzati per generare modelli e mappe 3D accurati e ad alta risoluzione dell'ambiente.

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Amplificatori a basso rumore

Gli amplificatori a basso rumore (LNA) sono componenti essenziali delle antenne GNSS , progettati per amplificare i deboli segnali satellitari senza aumentare significativamente il rumore. Poiché i segnali GNSS arrivano a livelli di potenza estremamente bassi, spesso inferiori al rumore di fondo, gli LNA svolgono un ruolo fondamentale nel preservare l'integrità del segnale. Migliorando il rapporto segnale/rumore (SNR), gli LNA aumentano la sensibilità del ricevitore, consentendo un posizionamento preciso e affidabile anche in ambienti difficili. Posizionati vicino all'antenna, gli LNA riducono al minimo le perdite dei cavi e contribuiscono a mantenere alta la qualità del segnale in tutto il sistema. Le loro prestazioni sono fondamentali per le applicazioni che richiedono una navigazione precisa, come i rilievi, l'aviazione, i veicoli autonomi e i sistemi di cronometraggio.

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Campo magnetico

Un campo magnetico è un campo fisico che rappresenta l'influenza magnetica sulle correnti elettriche, sulle cariche in movimento e sui materiali magnetici. La Terra si comporta come un magnete gigante e genera il proprio campo magnetico che va dal polo sud al polo nord. I poli non sono esattamente allineati con l'asse geografico nord-sud.

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MBES – Ecoscandaglio Multibeam

Un ecoscandaglio multibeam (Multibeam Echo Sounder, MBES) è un sistema sonar ad alta risoluzione utilizzato per mappare il fondale marino e le caratteristiche sottomarine con eccezionale precisione. Emettendo più fasci sonori a ventaglio sotto un'imbarcazione, l'MBES misura il tempo impiegato da ciascun fascio per riflettersi sul fondale marino e ritornare. Questi dati consentono di generare immagini tridimensionali dettagliate del terreno sottomarino. Ampiamente utilizzato nel rilevamento idrografico, nella ricerca marina, nell'ingegneria offshore e nel monitoraggio ambientale, l'MBES fornisce informazioni accurate sulla profondità, essenziali per la navigazione sicura, l'analisi scientifica e lo sviluppo di infrastrutture marittime.

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Meaconing

Il meaconing è la ritrasmissione di segnali GNSS per ingannare i sistemi di navigazione, inducendo i ricevitori a calcolare posizioni o tempi falsi. Questo tipo di attacco GNSS è un sottotipo dello spoofing, che consiste nell'intercettare i segnali GNSS e ritrasmetterli senza alterarne il contenuto, ma solo con un ritardo.

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Compensazione del movimento e posizione

Compensazione del movimento e posizione si riferisce alla capacità di un sistema, che tipicamente coinvolge sensori o dispositivi, di regolare o compensare il movimento al fine di mantenere informazioni di posizionamento accurate.

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MRU - Unità di riferimento del movimento

È stata sviluppata un'unità di riferimento per il movimentoMRU) allo scopo di tracciare e segnalare con precisione i movimenti degli oggetti in ambienti dinamici come i settori marino e aerospaziale. Il sistema è progettato per misurare i movimenti di rollio, beccheggio e ondeggiamento, facilitando così la navigazione, la stabilizzazione e le prestazioni del sistema in tempo reale.

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Errore di multipath

Nella navigazione inerziale, l'errore di multipath si verifica quando i segnali GNSS si riflettono su superfici come edifici, acqua o terreno prima di raggiungere il ricevitore, causando una distorsione del segnale.

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Reiezione del multipath

La reiezione multipla si riferisce alla capacità di un ricevitore o di un sistema di antenna di ridurre gli errori causati dai segnali GNSS riflessi. Quando un segnale GNSS viaggia direttamente da un satellite a un ricevitore, fornisce dati di posizionamento precisi. Tuttavia, le superfici vicine, come edifici, specchi d'acqua o strutture metalliche, possono riflettere il segnale, facendolo arrivare al ricevitore con un leggero ritardo rispetto al segnale diretto.

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Fusione multisensore

La fusione multisensore è un componente fondamentale nei sistemi di percezione ambientale dei veicoli a guida autonoma, migliorando la sicurezza e le capacità decisionali. Integrando i dati provenienti da vari sensori come telecamere, LiDAR, radar e dispositivi a ultrasuoni, questi sistemi possono ottenere una precisione di posizionamento globale più completa e accurata, nonché prestazioni complessive del sistema superiori in diversi scenari. Cosa sono le […]

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NAVIC – Navigation with Indian Constellation

NAVIC (Navigation with Indian Constellation) è un sistema di navigazione satellitare autonomo sviluppato dall'Indian Space Research Organisation (ISRO) per fornire servizi di dati di posizione accurati e affidabili agli utenti in India e nella regione circostante.

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Sistema di riferimento NED (Nord-Est-Giù)

Il sistema di coordinate NED (North-East-Down) funge da sistema di riferimento ampiamente utilizzato per la navigazione e le misurazioni inerziali. Il sistema North-East-Down (NED) funge da sistema di riferimento locale, definito dalle sue coordinate ECEF. In genere, rimane fisso al veicolo o alla piattaforma e si muove con il sistema di riferimento del corpo. Questo sistema posiziona gli assi Nord ed Est in un piano tangente alla superficie terrestre nella sua posizione attuale, in base al modello ellissoidale WGS84.

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PCO – Phase Center Offset

L'offset del centro di fase (PCO) è un concetto fondamentale per il posizionamento GNSS ad alta precisione. Si riferisce allo scostamento tra il punto di riferimento fisico di un'antenna e la posizione effettiva in cui vengono ricevuti i segnali satellitari: il centro di fase. Poiché questo punto varia a seconda della frequenza e della direzione del segnale, un PCO non corretto può introdurre errori significativi nei calcoli di posizionamento. La conoscenza e la correzione accurata del PCO sono essenziali per le applicazioni che richiedono un'accuratezza centimetrica, come il rilevamento, la geodesia e la navigazione di precisione.

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PCV – Phase Center Variation (Variazione del Centro di Fase)

La variazione del centro di fase (PCV) è un fattore critico che influisce sulla precisione delle misure GNSS . Si riferisce alla variazione della posizione del centro di fase di un'antenna a seconda della direzione del segnale satellitare in ingresso. A differenza dell'offset del centro di fase (PCO), che è un valore fisso, il PCV varia con l'elevazione del satellite, l'azimut e la frequenza del segnale. Queste variazioni, se non corrette, possono introdurre errori in applicazioni di posizionamento preciso come la geodesia, il rilievo e le reti di riferimento GNSS . La comprensione e la correzione del PCV sono essenziali per garantire risultati affidabili e coerenti nell'elaborazione dei dati GNSS ad alta precisione.

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Beccheggio

Il beccheggio è un parametro di navigazione fondamentale che definisce l'assetto di un veicolo verso l'alto o verso il basso. Svolge un ruolo chiave nel garantire stabilità, controllo e precisione in aria, terra, mare e sott'acqua. La misurazione precisa del beccheggio consente agli aerei di mantenere percorsi di salita e discesa sicuri, alle navi di operare senza problemi nelle onde e ai sistemi autonomi di seguire traiettorie affidabili. Grazie all'integrazione di sensori e algoritmi avanzati, le moderne soluzioni di navigazione forniscono dati precisi sul beccheggio che supportano le prestazioni mission-critical.

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Nuvola di punti

Per nuvola di punti si intende un insieme di punti 3D che rappresentano la forma e la struttura di un ambiente. Questi punti sono in genere generati da sistemi LiDAR o di scansione 3D e ogni punto contiene coordinate spaziali (X, Y, Z), a volte insieme ad attributi aggiuntivi come l'intensità o il colore. Mentre il sensore LiDAR acquisisce i dati spaziali grezzi, è il sistema di navigazione inerzialeINS) a fornire la posizione e l'orientamento precisi del sensore in ogni momento.

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PointPerfect ™​

PointPerfect™ è un servizio di correzione GNSS avanzato che unisce la precisione di risposta dell'RTK alla flessibilità del PPP. L'RTK tradizionale offre un'elevata precisione con un ritardo di convergenza minimo, ma richiede una stazione di riferimento vicina. Al contrario, il PPP eccelle senza infrastrutture a terra, ma spesso soffre di lunghi tempi di convergenza. PointPerfect™ ottimizza entrambi gli approcci garantendo una precisione centimetrica, tipicamente ottenuta in pochi secondi, senza richiedere una stazione di base locale. Offre un'ampia copertura in Europa, negli Stati Uniti, in Canada, Brasile, Corea del Sud e Australia, con un'estensione fino a circa 22 km al largo. Compatibile con i prodotti SBG tramite i formati SPARTN o NTRIP (solo internet; la banda L richiede un modem esterno), PointPerfect™ supporta il firmware v3.0+ sulle unità Ellipse e i prodotti HPI con la versione firmware 5.1.131-stable e successive.

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Dati di post-elaborazione

La post-elaborazione dei dati è una fase cruciale per migliorare l'accuratezza delle informazioni di posizionamento e navigazione registrate dopo una missione o un rilievo. Invece di affidarsi esclusivamente ai dati in tempo reale, la post-elaborazione consente agli utenti di correggere gli errori, applicare filtri avanzati e integrare informazioni di riferimento aggiuntive. Questo metodo è ampiamente utilizzato in applicazioni come il rilevamento GNSS, la mappatura UAV, l'idrografia e l'agricoltura di precisione. Analizzando i dati memorizzati con un software specializzato, gli utenti possono migliorare i risultati utilizzando tecniche come l'elaborazione in avanti, all'indietro e la fusione, rendendo la post-elaborazione essenziale per ottenere risultati di alta precisione in ambienti difficili.

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PPK – Post Processing Kinematic

La post-elaborazione cinematica è un metodo di elaborazione dei dati GNSS utilizzato per ottenere un posizionamento di alta precisione correggendo gli errori nei dati di posizionamento grezzi. È ampiamente utilizzato nelle applicazioni in cui la precisione delle informazioni geospaziali è fondamentale, come i rilievi, la mappatura e le operazioni UAV.

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Codice PRN (Pseudo-Random Noise Code)

Un codice PRN (Pseudo-Random Noise) genera una sequenza binaria unica che sembra casuale, ma che rimane perfettamente deterministica e ripetibile. I sistemi di navigazione e comunicazione come GPS, Galileo e BeiDou si affidano a questi codici per distinguere i satelliti, calcolare distanze precise e supportare una robusta modulazione a spettro diffuso. Ogni satellite trasmette il proprio codice PRN, consentendo ai ricevitori di identificare satelliti specifici e di misurare con precisione il tempo di percorrenza del segnale attraverso la correlazione con una replica generata localmente. Gli ingegneri progettano le sequenze PRN in modo che siano ortogonali, riducendo così le interferenze e migliorando la chiarezza del segnale. Nel GPS, ad esempio, il codice civile C/A si ripete ogni millisecondo, mentre il codice criptato P(Y) si ripete per sette giorni e il codice M offre una resistenza superiore contro i disturbi. Le sequenze PRN utilizzano tipicamente registri a scorrimento a retroazione lineare (LFSR) per mantenere un comportamento pseudocasuale e garantire al contempo la prevedibilità, rendendole affidabili ed efficienti per la navigazione ad alta precisione.

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Sistemi di riferimento

Un sistema di riferimento è un sistema di coordinate utilizzato per misurare posizioni, velocità e accelerazioni di oggetti. Fornisce un punto di riferimento fisso o mobile, consentendo a ingegneri e scienziati di descrivere il movimento in modo coerente. Diverse applicazioni utilizzano diversi sistemi di riferimento a seconda della prospettiva richiesta.

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Stazione di riferimento

Una stazione di riferimento è una postazione fissa ad alta precisione dotata di un ricevitore e di un'antenna GNSS che raccoglie dati di posizionamento per migliorare l'accuratezza dei dati di localizzazione.

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Posizione relativa

La posizione relativa descrive la posizione di un oggetto rispetto a un altro. A differenza del posizionamento assoluto, che utilizza coordinate fisse come la latitudine e la longitudine, il posizionamento relativo si basa sulla distanza e sulla direzione tra i punti di riferimento. Questo concetto svolge un ruolo fondamentale in campi come la robotica, la navigazione, il rilevamento e i sistemi autonomi, dove sapere come due o più oggetti si muovono o interagiscono tra loro è più importante delle loro esatte coordinate globali. Utilizzando sensori o collegamenti di comunicazione, i sistemi possono calcolare relazioni spaziali precise, consentendo movimenti accurati, controllo di formazioni o tracciamento di oggetti, anche in ambienti in cui i segnali GNSS sono deboli o non disponibili.

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Rollio

Il rollio è un parametro di movimento fondamentale nella navigazione che influenza direttamente la sicurezza, la stabilità e le prestazioni della nave. Definito come l'inclinazione laterale di una nave attorno al suo asse longitudinale, il rollio è uno dei fattori più critici che influenzano la tenuta del mare, il comfort dell'equipaggio e l'efficienza operativa. La comprensione e la misurazione accurata del rollio sono essenziali per l'ingegneria marina, l'idrografia, le operazioni offshore e i sistemi di navigazione autonoma. Monitorando il comportamento del rollio e applicando le tecnologie di stabilizzazione, gli operatori possono mantenere l'accuratezza della rotta, proteggere le attrezzature e garantire il successo della missione anche in condizioni marine difficili.

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Driver ROS

Il Robot Operating System (ROS) è un insieme di librerie software e strumenti che aiutano a costruire applicazioni robotiche. Dai driver agli algoritmi all'avanguardia e con potenti strumenti di sviluppo, ROS ha tutto ciò che serve per il tuo prossimo progetto di robotica. Ed è tutto open source.

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RTCM – Radio Technical Commission for Maritime Services

RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) è un'organizzazione internazionale che sviluppa standard per migliorare la comunicazione, la navigazione e i relativi sistemi per la sicurezza e l'efficienza marittima.

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RTK – Real Time Kinematic

L'RTK, o Real Time Kinematics, è una sofisticata tecnologia di posizionamento utilizzata per ottenere dati di localizzazione GNSS di alta precisione in tempo reale.

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RTS: Rauch–Tung–Striebel

RTS: Rauch–Tung–Striebel richiede solo due passaggi: filtraggio in avanti e smussamento all'indietro. Memorizza i dati in modo efficiente ed è facile da programmare. Tuttavia, la stima del parametro di ambiguità nel vettore di stato rende difficile migliorare l'accuratezza della navigazione durante l'inizializzazione e la riconvergenza.

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Sistemi di posizionamento satellitare

I sistemi di posizionamento satellitare aiutano a determinare una posizione precisa in qualsiasi punto della Terra utilizzando segnali satellitari. Questi sistemi funzionano a livello globale. Tutti i satelliti orbitano attorno alla Terra e trasmettono continuamente segnali ai ricevitori a terra. Questi segnali contengono dati relativi a tempo e posizione.

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SBAS – Sistemi di potenziamento satellitare

I sistemi di potenziamento basati su satellite (SBAS) migliorano il posizionamento GNSS fornendo correzioni differenziali in tempo reale senza richiedere un collegamento radio a terra. Ciò rende l'SBAS una soluzione ideale per i rilievi in tempo reale quando la comunicazione radio non è disponibile. Abilitando la modalità differenziale SBAS nelle impostazioni del dispositivo di rilevamento, è possibile ricevere e registrare posizioni corrette direttamente via satellite. Nelle regioni in cui sono disponibili sistemi come WAAS (America), EGNOS (Europa), MSAS o QZSS (Giappone), gli utenti possono beneficiare di una maggiore precisione e affidabilità. Quando l'SBAS è attivo, l'interfaccia di rilevamento si aggiorna per riflettere l'uso dell'SBAS, garantendo una chiara visibilità dello stato del sistema durante la raccolta dei dati.

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Misura del movimento della nave

La misurazione del moto della nave si riferisce al processo di quantificazione dei sei gradi di libertà che descrivono il movimento di una nave in mare. Una nave è costantemente influenzata da onde, vento e correnti, che generano moti traslazionali e rotazionali. Questi includono l'ondeggiamento, il rollio e l'imbardata, che sono spostamenti lineari, e il rollio, il beccheggio e l'imbardata, che sono rotazioni angolari. La misurazione accurata di questi moti è essenziale per la navigazione, l'analisi della stabilità, le operazioni offshore e la ricerca scientifica. I sistemi moderni si affidano a sensori inerziali, giroscopi, accelerometri e ricevitori GNSS per acquisire dati di movimento di alta precisione in tempo reale. Queste informazioni vengono utilizzate per migliorare il controllo della nave, garantire la sicurezza dell'equipaggio e supportare applicazioni come il posizionamento dinamico, i rilievi idrografici e la compensazione attiva dell'ondulazione. Monitorando continuamente i movimenti delle navi, gli operatori possono anticipare le sfide, ottimizzare le prestazioni e mantenere operazioni affidabili in ambienti marini difficili.

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SLAM – Localizzazione e mappatura simultanea

La localizzazione e la mappatura simultanee (SLAM) sono una tecnologia fondamentale che consente ai sistemi autonomi di comprendere e navigare in ambienti sconosciuti. Utilizzando sensori a bordo come telecamere, lidar o IMU, lo SLAM consente a un dispositivo di costruire una mappa dell'ambiente circostante e di determinare la sua posizione precisa all'interno di tale mappa, il tutto in tempo reale. Questa potente tecnica svolge un ruolo fondamentale in applicazioni che vanno dalla robotica ai droni, dalle auto a guida autonoma alla realtà aumentata. Lo SLAM elimina la necessità di sistemi di posizionamento esterni come il GNSS, rendendolo particolarmente utile in ambienti interni, sotterranei o comunque GNSS.

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Spoofing

Che cos'è lo spoofing? Lo spoofing è un sofisticato tipo di interferenza che inganna un ricevitore GNSS e lo induce a calcolare una posizione falsa. Durante questo tipo di attacco, un trasmettitore radio vicino trasmette segnali GPS contraffatti che sovrascrivono i dati satellitari autentici ricevuti dall'obiettivo.

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Mitigazione dello spoofing

Che cos'è la mitigazione dello spoofing? La mitigazione dello spoofing comporta l'implementazione di metodi e tecnologie per rilevare, prevenire e rispondere agli attacchi di spoofing ai sistemi GNSS . Gli attacchi di spoofing possono ingannare i ricevitori GNSS trasmettendo segnali fraudolenti che sembrano provenire da satelliti legittimi. Questi attacchi possono portare a gravi conseguenze, tra cui errori di navigazione, perdita di servizio e violazioni della sicurezza.

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Sistema di navigazione sottomarina

I sistemi di navigazione sottomarina forniscono un posizionamento preciso e il tracciamento del movimento per i veicoli subacquei che operano in ambienti GNSS. Questi sistemi sono essenziali per attività quali la mappatura dei fondali marini, l'ispezione delle condutture, le costruzioni offshore e la ricerca marina. Combinando posizionamento acustico, sensori inerziali, registri di velocità Doppler e algoritmi avanzati di fusione dei sensori, la navigazione sottomarina garantisce una guida affidabile in condizioni subacquee profonde e complesse. Man mano che le operazioni sottomarine si espandono in termini di portata e profondità, una solida tecnologia di navigazione svolge un ruolo fondamentale nel consentire un'esecuzione sicura, efficiente e precisa delle missioni.

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Impennata

L'ondeggiamento si riferisce al movimento in avanti e indietro di una nave lungo il suo asse longitudinale, con un impatto significativo sulle operazioni marittime e sulla navigazione. Influisce direttamente sulla velocità della nave, sull'efficienza della propulsione e sulla stabilità della rotta. Misurando e gestendo accuratamente l'impennata, le navi possono mantenere prestazioni ottimali, ridurre il consumo di carburante e garantire la sicurezza dell'equipaggio e del carico. Sensori e sistemi di controllo avanzati monitorano continuamente l'impennata, consentendo correzioni in tempo reale, compensazione del moto e miglioramento dell'efficienza operativa in applicazioni commerciali, di difesa e offshore.

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UART - Ricevitore-trasmettitore asincrono universale

Il ricevitore-trasmettitore asincrono universale (UART) è un'interfaccia di comunicazione fondamentale ampiamente utilizzata nei sistemi embedded. Nei sistemi di navigazione inerzialeINS), dove i sensori generano continuamente dati critici sul movimento, l'UART offre un modo semplice ma affidabile per trasferire informazioni tra IMU e processori. Eliminando la necessità di una linea di clock dedicata e utilizzando baud rate flessibili, l'UART garantisce uno scambio di dati efficiente, a bassa latenza e robusto. Ciò la rende una scelta ideale per le applicazioni di navigazione compatte, a basso consumo energetico e mission-critical.

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VBS – Virtual Base Station

Una Virtual Base Station (VBS) è una tecnica di elaborazione GNSS progettata per migliorare l'accuratezza del posizionamento nelle applicazioni cinematiche in tempo reale (RTK) e di post-elaborazione. Invece di affidarsi a una singola stazione base fisica fissa, una VBS genera una stazione di riferimento virtuale vicino alla posizione del rover. Questo approccio riduce gli errori di posizionamento causati dai disturbi atmosferici e migliora la precisione complessiva del sistema.

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Vibrazioni

Le vibrazioni possono introdurre rumore o distorsioni indesiderate nelle misurazioni, poiché i sensori MEMS sono altamente sensibili alle forze esterne.

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VRS – Virtual Reference Station

Una stazione di riferimento virtuale (VRS) è un punto di riferimento GNSS simulato progettato per migliorare la precisione del posizionamento in tempo reale. Sfruttando i dati di una rete di stazioni di riferimento in continuo funzionamento (CORS), la VRS crea un segnale di correzione localizzato, riducendo gli errori spaziali e migliorando la precisione RTK (Real-Time Kinematic). Ciò consente agli utenti di ottenere una precisione centimetrica come se una stazione di riferimento fosse posizionata nella loro esatta posizione.

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VRU – Vertical Reference Unit

Un'unità di riferimento verticale (VRU) comprende un'unità di misura inerzialeIMU) e algoritmi di filtraggio per fornire angoli di rollio e beccheggio precisi. Utilizza la gravità come riferimento verticale per stabilizzare l'IMU. Il sistema combina i dati del giroscopio con le misure di gravità degli accelerometri utilizzando un filtro di Kalman per calcolare rollio e beccheggio. Le VRU traggono vantaggio dai giroscopi per mantenere accurati rollio e beccheggio durante i movimenti dinamici medio-bassi. Sono semplici da installare e utilizzare. Tuttavia, la loro precisione può diminuire in condizioni altamente dinamiche, poiché non sono in grado di separare completamente le accelerazioni lineari dalle misure basate sulla gravità. Un'unità di riferimento per il movimentoMRU) si basa sulla VRU e fornisce anche i dati sul movimento della nave (rollio, oscillazione e oscillazione), oltre al rollio e all'inclinazione, rendendola ideale per le applicazioni marine più complesse.

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Imbardata

L'imbardata è un movimento rotatorio fondamentale intorno all'asse verticale, essenziale per la navigazione e il controllo in diverse applicazioni. Determina la direzione e la stabilità direzionale, influenzando il modo in cui le navi mantengono la rotta, gli aerei contrastano i venti trasversali, i veicoli affrontano le curve e gli UAV e i droni navigano in ambienti complessi. Misurando e gestendo con precisione l'imbardata, i sistemi possono migliorare la stabilità, la sicurezza e l'efficienza. Sensori come giroscopi, magnetometri e unità di misura inerziale forniscono dati continui sull'imbardata, consentendo un controllo preciso in applicazioni marine, aeronautiche, automobilistiche, robotiche e di realtà virtuale. La comprensione delle dinamiche di imbardata è fondamentale per garantire prestazioni affidabili sia nei trasporti quotidiani che nelle operazioni mission-critical avanzate.

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