評估自行研製戰術級慣性測量儀之可行性

如前所述目前國外具備生產戰術等級以上慣性測量儀之廠商分 部在包含美國、法國、德國、俄羅斯、日本、以色列與中國等約 30~40 家具備軍工背景之廠商，這些公司的產品接受國際武器輸出管制，出 口程序與時間依國家之政策而變。研製戰術級慣性測量儀之關鍵在於 高精度光學陀螺儀的取得。目前台灣民間並無自製戰術級慣性測量儀 與光學陀螺儀之能力，而軍方曾經研製飄移為 1 度/小時之光纖陀螺 儀與雷射陀螺儀，但因產量與良率問題並後續並無任何量產計畫。

生產高精度的之光纖陀螺儀與雷射陀螺儀需要深厚的光學工業 基礎，但若是能與國外產製光學陀螺儀的廠商進行合作引進戰術等級 的光學陀螺儀(飄移 1-0.1 度/小時)在台灣進行慣性測量儀之組裝與率 定，相關成本(約 200 萬)將較目前商用公司引進的戰術等級的 POS 系 統(約 800 萬)節省 3/4。 透過自行引進慣性測量儀並研製戰術等級的 POS 系統之成本約 300 萬。組裝戰術等級慣性測量儀所需的石英加速 度計規格約在 1mg 至 0.1mg 之間，這種規格的加速度計目前沒有管 制的問題。

近年來微機電技術之快速演進帶給移動遙測製圖技術永續發展 另一道曙光，微機電慣性測量儀具備價格低廉與性能穩定之特色，相 較於使用同一規格的光纖陀螺儀系統而言，其售價只需其 1/2，同時 微機電慣性測量儀一直為人所詬病的雜訊與穩定性不佳之效應亦持 續改善中，所以未來透過使用戰術等級的微機電陀螺儀(飄移 1-0.1 度 /小時)搭配戰術等級的石英加速度計(1-0.1 mg)組裝之慣性測量儀應 該可以符合一般多平台移動遙測製圖技術之應用，而低廉且自主研製 的慣性測量儀可以加速移動遙測製圖技術之普及。表 3.7 至 3.9 針對 使用不同感測器組合方案針對自行研製戰術級慣性測量儀之課題進 行 SWOT 分析。

目前國外商用空載移動遙測製圖系統與船載海測之相關應用皆 使用戰術等級光纖陀螺儀之慣性測量儀，其主要原因除了成本考量未 使用雷射陀螺儀之外，同時 GNSS 訊號在這些應用場景中之收訊狀況 較佳，除特殊原因外鮮有超過 10 秒之 GNSS 衛星訊號脫落。相反的，

國外商用車載移動遙測製圖系統多半配備導航等級雷射陀螺儀之慣 性測量儀以克服車載應用常遭遇超過數分鐘之 GNSS 衛星訊號脫 落。以使用 Honeywell CIMU 的 Applanix POSLV 系統為例；在 5 分 鐘 GNSS 衛星訊號脫落下，利用平滑器估算得最大定位誤差約為 10

公尺(Chiang, 2004; Shin,2005)，而使用 LN200 的 Applanix POS AV 系 統在同一時期利用平滑器估算得最大定位誤差約為 100 公尺(Chiang, 2004; Shin,2005)。然此時若搭配本案所研發的 CAINS-21 軟體在輪速 計的輔助下其平滑器估算得最大定位誤差約為 10 公尺。Applanix POS AV 的售價約在 800 萬而 Applanix POS LV 系列因其慣性測量儀使用 雷射陀螺儀所以無法進口到台灣，預估其售價在 1500 萬至 2000 萬台 幣。

故本節建議未來朝向引進戰術等級光纖陀螺儀與石英加速度計 作為慣性量主要元件，以及研製慣性測量儀搭配輔助感測器與先進多 感測器整合演算法，以求所有多平台遙測製圖系統之應用需求；同時 亦可嘗試研製戰術等級微機電陀螺儀取代光纖陀螺儀，並研製搭配該 等級慣性測量儀、輔助感測器與先進多感測器整合演算法，以符合部 分空載、車載、個人與海測之應用以符合作業成本與精度需求之考量。

表 3. 7 雷射陀螺儀+石英加速度計之戰術等級慣性測量儀方案的 SWOT 分析表

優勢(Strength) 弱勢(Weakness) 1. 雷射陀螺儀飄移小(<0.01 度/

機會(Opportunity) 威脅(Threat) 1.車載移動遙測製圖技術對使用

優勢(Strength) 弱勢(Weakness) 1. 光纖陀螺儀飄移適中(1-0.1 度/

機會(Opportunity) 威脅(Threat) 1. 目前台灣各單位使用之商用

表 3. 9 微機電陀螺儀+石英加速度計之戰術等級慣性測量儀方案的 SWOT 分析表

優勢(Strength) 弱勢(Weakness) 1. 微機電陀螺儀(1-0.5 度/小時)

機會(Opportunity) 威脅(Threat) 1. 本案發展之先進定位定向演