Development trends of inertial navigation systems of unmanned aerial vehicles based on the results of patent research
- Authors: Ashmarin V.V.1, Borzunov A.V.2
-
Affiliations:
- JSC «State Research Institute of Instrument Engineering»
- Moscow Aviation Institute (National Research University)
- Issue: No 117 (2025)
- Pages: 320-334
- Section: Vehicle control and navigation
- URL: https://journals.rcsi.science/1819-2440/article/view/360569
- DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2025.117.15
- ID: 360569
Cite item
Full Text
Abstract
A comprehensive analysis of current trends in the development of inertial navigation systems for unmanned aerial vehicles has been carried out, based on an extensive patent study based on the analysis of a large number of patents covering the period from 2003 to 2024, which allows us to obtain a reliable picture of technological progress in this area. The main focus of the work is on four key areas of improvement of inertial navigation systems: improving the accuracy of determining coordinates, increasing reliability and resistance to external influences, reducing weight and cost, as well as expanding the functionality of the systems. A special place in the study is occupied by the analysis of the development of autonomy and noise immunity as priority areas of modernization. In the course of the study, a detailed analysis of the element base of foreign inertial navigation systems of tactical class was carried out, and the main technical characteristics of modern systems were identified. Based on the patent analysis, the leading developers in this field have been identified and a picture of the geographical distribution of innovative developments has been compiled. The methodological basis of the research was an integrated approach, including patent analysis, comparative evaluation of technical characteristics and identification of trends in the development of inertial navigation systems. The results of the study make it possible not only to assess the current state of technology, but also to form forecasts for the further development of autonomous navigation systems for unmanned aircraft.
About the authors
Vladimir Valer'evich Ashmarin
JSC «State Research Institute of Instrument Engineering»
Email: v.v.ashmarin@mail.ru
Moscow
Arkady Vasil'evich Borzunov
Moscow Aviation Institute (National Research University)
Email: arcbor@mail.ru
Moscow
References
1. АГЕЕВ А.М., ПОПОВ А.С., ВОЛОБУЕВ М.Ф. Принципы построения бортовых комплексов управления беспилот-ных летательных аппаратов различного класса надеж-ности // Военная мысль. – 2018. – №11. – С. 61–69.2. БОЛЬШЕДВОРСКАЯ Л.Г. Патентоведение: учебное по-собие. – М.: ИД Акад. Жуковского, 2024. – 64 с.3. БРАНЕЦ В.Н., ШМЫГЛЕВСКИЙ И.П. Введение в тео-рию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. – М.: Наука, 1992. – 281 с.4. ВАЛОВ Г.Е. Анализ технических характеристик совме-щенных инерциальных и спутниковых навигационных си-стем // Пространственные данные: наука и технологии: Сборник статей по итогам научных конференций. – 2021. – №12. – С. 152–161. – doi: 10.30533/scidata-2021-12-152-1615. ИЗМАЙЛОВ Е.А. Современные тенденции развития технологий инерциальных чувствительных элементов и систем летательных аппаратов // Труды МИЭА. – 2010. – №1. – С. 30–43.6. ИЛЮХИН С.Н., ТОПОРКОВ А.Г., КОРЯНОВ В.В. и др. Актуальные аспекты разработки системы управления перспективными беспилотными летательными аппара-тами // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2015. – №9(45). – С. 1–16.7. ЛЫЧАГИНА А.Г. Основы патентоведения: практикум. – Липецк: ЛГПУ имени П. П. Семенова-Тян-Шанского, 2024. – 51 с.8. МАТВЕЕВ В.В., РАСПОПОВ В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных си-стем / Под общ. ред. д.т.н. В.Я. Распопова. – Спб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ Электроприбор», 2009. – 280 c.9. МИШИН А.Ю., КИРЮШИН Е.Ю., ОБУХОВ А.И. и др. Малогабаритная комплексная навигационная система на микромеханических датчиках // Электронный журнал «Труды МАИ». – 2013. – №70. – С. 1–21.10. ОРЛОВ В.А. Инерциальные измерительные системы па-раметров движения объектов на микромеханических датчиках: автореферат дисс. канд. техн. наук: 05.11.16. – Тула: ГУО ВПО «Тульский государственный универ-ситет», 2007. – 19 с.11. ПАВЛОВ Н.В. Бортовое радиоэлектронное оборудова-ние: навигационные системы и комплексы (Аналитиче-ский обзор по материалам зарубежных информацион-ных источников) / Сост. Н.В. Павлов / Под общ. ред. академика РАН Е.А. Федосова. – М.: Государственный научно-исследовательский институт авиационных си-стем, 2014. –140 с.12. ПЕШЕХОНОВ В.Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. – 2020. – Т. 28, №2(109). – С. 3–10. – doi: 10.17285/0869-7035.0028.13. ПРОХОРЦОВ А.В., БАЛАБАЕВ О.С. Обзор бесплат-форменных инерциальных навигационных систем отече-ственного и импортного производства // Известия Тул-ГУ. Технические науки. – 2024. – №7. – С. 350–355.14. СИНЕЛЬНИКОВ А.О., ТИХМЕНЕВ Н.В., УШАНОВ А.А. и др. Современное состояние и тенденции развития инерциальных навигационных систем на кольцевых ла-зерных гироскопах // Фотоника. – 2024. – Т. 18, №6. – С. 450-466. – doi: 10.22184/1993-7296.FRos.2024.18.6.450.466. 15. СОКОЛОВА Д.О. Патентоведение и патентные иссле-дования: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2024. – 110 с.16. СОКОЛОВА Д.О. Патентоведение и патентные иссле-дования: учебное пособие. – Новосибирск: Новосибир-ский государственный технический университет, 2024. – 112 с.17. DAMIANOS D., GIRARDIN G. High-End Inertial Sensors for Defense, Aerospace & Industrial Applications // Market and Technology Report by Yole Development, 2020.18. ER-MIMU-M02 | High Performance MEMS IMU Supplier - ERICCO China [Электронный ресурс]. – URL: https://www.ericcointernational.com/inertial-measurement-units/mems-inertial-measurement-unit/er-imu-m02-inertial-measurement-unit (дата обращения: 19.05.2025).19. HEGARTY C., O’KEEFE S., O’CONNOR M. Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) for Navigation and Positioning // IEEE Sensors Journal. – 2023. – Vol. 23, No. 12. – P. 12345–12356.20. HG1900 Inertial Measurement Unit | N61-1468-001-002 | 12/18 © 2018 Honeywell International Inc.21. Inertial Labs IMU-NAV-200 |Datasheet Revision 1.1.22. LI X., GAO Y., HU X. Advanced Inertial Navigation Sys-tems: Technologies and Applications. – Springer. – 2022. – 350 p.23. MOTUS MEMS IMU © Advanced Navigation – v2.2. – No-vember 2024.24. PASSARO V.M.N., CUCCOVILLO A., VAIAM L. et al. Gy-roscope Technology and Applications: A Review in the In-dustrial Perspective // Sensors. – 2017. – Vol. 17, 2284. – P. 1–22. 25. ROBIN L., PERLMUTTER M. Gyroscopes and IMUs for De-fence Aerospace and Industrial // Report by Yole Develop-ment, 2012. 26. SALYCHEV O.S., SAZONOV A.A., SAZONOV A.A. De-velopment of Micro-Electro-Mechanical Applications // Gy-roscopy and Navigation. – 2020. – Vol. 11, No. 3. – P. 215–224.
Supplementary files
