Die Notwendigkeit einer modernen Alternative
Die vorhandenen faseroptischen Gyroskope (FOG) waren zwar immer noch genau, hatten sich aber zu einem Engpass entwickelt. Sie waren sperrig, teuer und erforderten eine komplexe Kalibrierung. Angesichts der sich entwickelnden maritimen Vorschriften und des zunehmenden Einsatzes in Regionen ohne GNSS und in den Polargebieten war der Bedarf an einer modernen Alternative klar.
Ersetzen der FOG-Technologie durch kompakte MEMS-Leistung
Der Hersteller benötigte eine gyroskopische Lösung der nächsten Generation, die:
- kleiner und leichter,
- kostengünstiger,
- einfacher zu integrieren und
- die in der Lage ist, eine extrem niedrige Drift und Kursstabilität über die Zeit beizubehalten.
Außerdem waren herkömmliche Magnetkompasse in den Polarregionen aufgrund des schwachen Magnetfelds der Erde unzuverlässig. Da diese Routen immer wichtiger wurden, suchte das Unternehmen nach einem hochpräzisen MEMS-basierten Drehratensensor, das in seine neuen Trägheitsnavigationssysteme (INS) integriert werden und veraltete FOG-basierte Systeme ersetzen konnte.
Präzision, Stabilität und marinetaugliches Design
Das Forschungs- und Entwicklungsteam untersuchte mehrere auf dem Markt erhältliche MEMS-Gyroskope. Die meisten boten nicht die erforderliche Stabilität und Langzeitpräzision, die für die professionelle maritime Navigation erforderlich ist. Nach einem eingehenden Evaluierungsprozess wandte sich das Unternehmen an Althen Sensors & Controls. Gemeinsam mit dem strategischen Partner ASC GmbH empfahl Althen die Drehratensensoren ASC 281 (uniaxial) und ASC 283 (triaxial), die beide für anspruchsvolle Anwendungen in der Luftfahrt, Schifffahrt und im Verteidigungsbereich entwickelt wurden.
Warum der ASC 283 Drehratensensor die ideale Lösung ist:
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Ultra-niedrige Bias-Stabilität (<0.1°/h)Sorgt für minimale Drift
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Geringer Random Walk (ARW)Hohe Präzision unter dynamischen Bedingungen
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Schock- und VibrationsresistenzIdeal für raue Umgebungen auf See
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Breite TemperaturstabilitätZuverlässig in arktischen und tropischen Klimazonen
Einbindung von ASC-Gyroskopen in moderne Navigationssysteme
Die technischen Experten von Althen arbeiteten eng mit dem Forschungs- und Entwicklungsteam des Herstellers zusammen, um den triaxialen Drehratensensor ASC 283 in die neue Kreiselkompass-Plattform zu integrieren.
Der Sensor wurde in eine Trägheitsmesseinheit (IMU) eingebettet und mit Beschleunigungsmessern und fortschrittlichen Sensorfusionsalgorithmen kombiniert, um die Kursgenauigkeit und die Reaktionsfähigkeit des Systems zu maximieren.
Dies war mehr als nur ein Sensor-Upgrade - es war ein strategischer Wechsel, um ihre Navigationstechnologie zukunftssicher zu machen. In enger Zusammenarbeit mit dem technischen Team des Kunden sorgten wir dafür, dass sich die ASC-Gyroskope perfekt in die Systemarchitektur einfügen.
Die wichtigsten Implementierungsschritte:
- Seeerprobung unter realen Bedingungen, einschließlich des Einsatzes auf großen Schiffen in rauen Gewässern
- Integration in Autopilot- und dynamische Positionierungssysteme als Ersatz für alte Sensoren
- Entwicklung eines hybriden INS-Systems, das Gyroskopdaten mit GNSS-Daten kombiniert und sowohl in offenen als auch in GNSS-freien Gebieten eingesetzt werden kann
Neue Maßstäbe für die Seeschifffahrt
Nach erfolgreicher Erprobung auf See und abschließender Validierung wurde das neue Gyro-Kompasssystem mit dem ASC 283 MEMS Drehratensensor in Betrieb genommen. Die nahtlose Integration mit autonomen Navigationssystemen führte zu den folgenden Ergebnissen:
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30 % niedrigere Gesamtsystemkostenvs. FOG-basierte Lösungen
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Erhöhte Navigationspräzisioninsbesondere in polaren und GNSS-unzugänglichen Regionen
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Schnellere Reaktionszeitenund verbesserte Stabilisierung unter turbulenten Bedingungen
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Längere Betriebsdauerdank robuster MEMS-Technologie
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Skalierbare Navigation für autonome und konventionelle Schiffe
Da der Hersteller seine Produktpalette um autonome Marineschiffe und Polarexplorationseinheiten erweitert, bleiben die Drehratensensoren von ASC eine entscheidende Komponente seiner Navigationssysteme. Dank der Zusammenarbeit mit Althen und der ASC GmbH verfügt das Unternehmen nun über eine skalierbare, kosteneffiziente und leistungsstarke Lösung, die die maritime Navigation der nächsten Generation unterstützt.
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