美研发不依赖GPS卫星导航的TIMU芯片

美军一直依赖于基于卫星的全球定位系统(GPS)来进行空中、陆上以及海上的导航。和现在很多手机里的GPS装置类似，一个简单的接收器再加上处理器就是进行精确导航的全部所需条件。但是，如果GPS卫星一旦突然因故障、敌对打击或干扰(开车进入隧道)等原因无法提供服务，这种情况该如何应对？GPS卫星失效对于驾驶员来讲仅仅是不方便，但是对军队执行作战任务来讲却可能是致命的灾难。

 

DARPA研究人员在密歇根大学近期在授时惯性测量装置(TIMU)方面的研究取得了重要进展，TIMU包含当GPS临时失效时导航所需的所有部件。单芯片的TIMU样机包含6坐标轴惯性测量装置(3个陀螺仪和3个加速度计)，并集成了高精度的主时钟，这7种装置构成了一套独立的微型导航系统，尺寸比1美分的硬币还小。该芯片集先进的设备、材料和设计方案于一身，是DARPA定位、导航与授时微技术项目(Micro-PNT)的一部分内容。

 

实现已知地点A和B之间的精确导航需要知道3类关键信息，即方向、加速度和时间。这种集成了先进设备的新型芯片能够同步测量上述这3类信息。这种先进的设计方案是通过新型制造工艺、利用高质量材料才得以完成，全部的组件都集成在了10立方毫米的狭小空间里。TIMU共有6层用微技术加工的二氧化硅结构层，每层厚度仅为50微米，与人类头发的直径相当，每层都可实现不同的功能。

 

TIMU未来的潜在应用广泛，由于其体积小且功能强大，未来可用于人员追踪、手持式导航、小口径弹药以及小型空中平台等。Micro-PNT项目设立的目标是为了开发独立的芯片级惯性导航和精确制导技术。Micro-PNT近期的其它技术突破包括用于惯性传感器的新型微加工技术和材料。(宋磊）