Навигатсияи инерсиалӣ чист?
Асосхои навигацияи инерциалй
Принсипҳои асосии навигатсияи инерсиалӣ ба усулҳои дигари навигатсионӣ монанданд. Он ба дарёфти иттилооти асосӣ, аз ҷумла мавқеи ибтидоӣ, самти ибтидоӣ, самт ва самти ҳаракат дар ҳар лаҳза ва тадриҷан муттаҳид кардани ин маълумотҳо (аналогӣ ба амалиёти интегратсияи математикӣ) барои дақиқ муайян кардани параметрҳои навигатсионӣ, ба монанди самт ва мавқеъ такя мекунад.
Нақши сенсорҳо дар навигатсияи инерсиалӣ
Барои ба даст овардани ориентация (муносибат) ва иттилооти мавқеъи объекти ҳаракаткунанда, системаҳои навигатсионии инерсиалӣ маҷмӯи сенсорҳои муҳимро истифода мебаранд, ки асосан аз акселерометрҳо ва гироскопҳо иборатанд. Ин сенсорҳо суръати кунҷӣ ва шитоби интиқолдиҳандаро дар чаҳорчӯбаи истинодҳои инерсиалӣ чен мекунанд. Пас аз он маълумот бо мурури замон муттаҳид ва коркард карда мешавад, то маълумот дар бораи суръат ва мавқеи нисбӣ ба даст ояд. Минбаъд ин маълумот дар якҷоягӣ бо маълумоти мавқеъи ибтидоӣ ба системаи координатаҳои навигатсионӣ табдил дода мешавад, ки бо муайян кардани ҷойгиршавии ҷории интиқолдиҳанда ба анҷом мерасад.
Принсипҳои кори системаҳои навигатсионии инерсиалӣ
Системаҳои навигатсионии инерсиалӣ ҳамчун системаҳои мустақили дохилии паймоиши пӯшида кор мекунанд. Онҳо барои ислоҳи хатогиҳо ҳангоми ҳаракати интиқолдиҳанда ба навсозиҳои берунии маълумот дар вақти воқеӣ такя намекунанд. Ҳамин тариқ, системаи ягонаи навигатсионии инерсиалӣ барои вазифаҳои навигатсионии кӯтоҳмуддат мувофиқ аст. Барои амалиёти тӯлонӣ, он бояд бо дигар усулҳои навигатсионӣ, ба монанди системаҳои навигатсионии моҳвораӣ якҷоя карда шавад, то давра ба давра хатогиҳои дохилии ҷамъшударо ислоҳ кунад.
Пинҳонӣ будани паймоиши инерсиалӣ
Дар технологияҳои муосири навигатсионӣ, аз ҷумла паймоиши осмонӣ, навигатсионии моҳвораӣ ва радионавигатсия, паймоиши инерсиалӣ ҳамчун автономӣ фарқ мекунад. Он на ба муҳити беруна сигнал мефиристад ва на ба объектҳои осмонӣ ё сигналҳои беруна вобаста аст. Аз ин рӯ, системаҳои навигатсионии инерсиалӣ сатҳи баландтарини пинҳоншавиро пешниҳод мекунанд, ки онҳоро барои барномаҳое, ки махфияти ниҳоят зиёдро талаб мекунанд, беҳтарин мегардонанд.
Таърифи расмии навигатсияи инерсиалӣ
Системаи навигатсионии инерсиалӣ (INS) як системаи баҳодиҳии параметрҳои паймоиш аст, ки гироскопҳо ва акселерометрҳоро ҳамчун сенсор истифода мебарад. Система дар асоси баромади гироскопҳо системаи координатаҳои навигатсияро ҳангоми истифодаи баромади акселерометрҳо барои ҳисоб кардани суръат ва мавқеъи интиқолдиҳанда дар системаи координатаҳои навигатсионӣ таъсис медиҳад.
Барномаҳои навигатсияи инерсиалӣ
Технологияи инерсиалӣ барномаҳои васеъро дар соҳаҳои гуногун, аз ҷумла аэрокосмос, авиатсия, баҳрӣ, иктишофи нафт, геодезия, тадқиқоти океанографӣ, пармакунии геологӣ, робототехника ва системаҳои роҳи оҳан пайдо кардааст. Бо пайдоиши сенсорҳои пешрафтаи инерсиалӣ, технологияи инерсиалӣ истифодаи худро ба саноати автомобилсозӣ ва дастгоҳҳои электронии тиббӣ, дар байни дигар соҳаҳо васеъ намуд. Ин миқёси васеъшавии барномаҳо нақши рӯзафзуни навигатсияи инерсиалиро дар таъмини қобилияти паймоиши дақиқ ва мавқеъгирӣ барои барномаҳои сершумор таъкид мекунад.
Қисмати асосии роҳнамоии инерсиалӣ:Гироскопи нахи оптикӣ
Муқаддима ба гироскопҳои нахи оптикӣ
Системаҳои навигатсионии инерсиалӣ асосан ба дақиқӣ ва дақиқии ҷузъҳои асосии худ такя мекунанд. Яке аз чунин ҷузъҳо, ки қобилиятҳои ин системаҳоро ба таври назаррас афзоиш додааст, гироскопи нахи оптикӣ (FOG) мебошад. FOG як сенсори муҳимест, ки дар чен кардани суръати кунҷи интиқолдиҳанда бо дақиқии назаррас нақши муҳим мебозад.
Амалиёти гироскопи нахи оптикӣ
FOGҳо аз рӯи принсипи эффекти Sagnac кор мекунанд, ки он тақсим кардани нури лазерро ба ду роҳи алоҳида дар бар мегирад ва ба он имкон медиҳад, ки дар як ҳалқаи печонидашудаи нахи оптикӣ ба самтҳои муқобил ҳаракат кунад. Вақте ки интиқолдиҳанда, ки бо ТУМ ҷойгир шудааст, давр мезанад, фарқияти вақти сафар байни ду чӯб ба суръати кунҷи гардиши интиқолдиҳанда мутаносиб аст. Ин таъхири вақт, ки ҳамчун тағирёбии марҳилаи Sagnac маълум аст, пас дақиқ чен карда мешавад, ки ба FOG имкон медиҳад, ки маълумоти дақиқро дар бораи гардиши интиқолдиҳанда пешниҳод кунад.
Принсипи гироскопи нахи оптикӣ аз фотодетектор баровардани нури нурро дар бар мегирад. Ин нури рӯшноӣ аз як пайвасткунанда гузашта, аз як канор даромада аз дигараш мебарояд. Он гоҳ аз як ҳалқаи оптикӣ мегузарад. Ду шуои рӯшноӣ, ки аз самтҳои гуногун меоянд, ба ҳалқа дохил мешаванд ва пас аз давр задан суперпозицияи ҳамоҳангро ба анҷом мерасонанд. Нури бозгашт дубора ба диод (LED) ворид мешавад, ки барои муайян кардани шиддати он истифода мешавад. Гарчанде ки принсипи гироскопи нахи оптикӣ метавонад содда ба назар расад, мушкилии муҳимтарин дар бартараф кардани омилҳое мебошад, ки ба дарозии роҳи оптикии ду нури нур таъсир мерасонанд. Ин яке аз масъалаҳои муҳимтарин дар таҳияи гироскопҳои нахи оптикӣ мебошад.
1:диоди суперлюминесцент 2: диоди фотодетектор
3.пайванди манбаи нур 4.пайвасткунандаи ҳалқаи нах 5.ҳалқаи нахи оптикӣ
Афзалиятҳои гироскопҳои нахи оптикӣ
FOGs якчанд бартариҳоро пешниҳод мекунанд, ки онҳоро дар системаҳои навигатсионии инерсиалӣ бебаҳо мегардонанд. Онҳо бо дақиқии истисноӣ, эътимоднокӣ ва устувории худ машҳуранд. Баръакси гиросҳои механикӣ, FOGҳо қисмҳои ҳаракаткунанда надоранд ва хатари фарсудашавӣ ва фарсудашавиро коҳиш медиҳанд. Илова бар ин, онҳо ба зарба ва ларзиш тобоваранд ва онҳоро барои муҳитҳои серталаб ба монанди барномаҳои аэрокосмосӣ ва дифоъӣ беҳтарин мекунанд.
Интегратсияи гироскопҳои нахи оптикӣ дар паймоиши инерсиалӣ
Системаҳои навигатсионии инерсиалӣ аз сабаби дақиқӣ ва эътимоднокии баландашон FOG-ро торафт бештар дарбар мегиранд. Ин гироскопҳо ченакҳои муҳими суръати кунҷро барои муайян кардани дақиқи самт ва мавқеъ таъмин мекунанд. Бо ҳамгироии FOGs ба системаҳои мавҷудаи навигатсионии инерсиалӣ, операторон метавонанд аз дақиқии навигатсионӣ баҳра баранд, махсусан дар ҳолатҳое, ки дақиқии шадид зарур аст.
Барномаҳои гироскопҳои нахи оптикӣ дар навигатсияи инерсиалӣ
Дохил кардани FOGs барномаҳои системаҳои навигатсионии инерсиалӣ дар доменҳои гуногунро васеъ кард. Дар аэрокосмос ва авиатсия системаҳои муҷаҳҳазшудаи FOG барои ҳавопаймоҳо, дронҳо ва киштиҳои кайҳонӣ ҳалли дақиқи навигатсия пешниҳод мекунанд. Онҳо инчунин дар навигатсияи баҳрӣ, тадқиқоти геологӣ ва робототехникаи пешрафта васеъ истифода мешаванд, ки ба ин системаҳо имкон медиҳанд, ки бо самаранокӣ ва эътимоднокӣ кор кунанд.
Вариантҳои гуногуни сохтории гироскопҳои нахи оптикӣ
Гироскопҳои нахи оптикӣ дар конфигуратсияҳои гуногуни сохторӣ меоянд ва бартарии он дар айни замон ба соҳаи муҳандисӣ ворид мешавад.қутбшавии ҳалқаи пӯшида-нигоҳ доштани гироскопи нахи оптикӣ. Дар маркази ин гироскоп астҳалқаи polarization-нигоҳ доштани нахи, ки дорои нахҳои нигоҳдории поляризатсия ва чаҳорчӯбаи дақиқ тарҳрезӣ шудааст. Сохтмони ин ҳалқа як усули печонидани симметрии чорқабатаро дар бар мегирад, ки бо гели беназири мӯҳр илова карда шудааст, то як ҳалқаи нахи сахтро ташкил кунад.
Хусусиятҳои асосииПоляризатсияи нигоҳдории нахи оптикӣ Gyro Coil
▶ Тарҳрезии беназири чаҳорчӯба:Ҳалқаҳои гироскопӣ тарҳи чаҳорчӯбаи фарқкунанда доранд, ки намудҳои гуногуни нахҳои поляризатсияро бо осонӣ ҷойгир мекунанд.
▶Техникаи печонидани чоргонаи симметрӣ:Технологияи чоркабата симметрии печонидани эффекти Шуперо кам карда, андозагирии дақиқ ва боэътимодро таъмин мекунад.
▶Маводи мукаммали гели мӯҳр:Истифодаи маводи пешрафтаи гели мӯҳр дар якҷоягӣ бо техникаи беназири табобат, муқовиматро ба ларзишро афзоиш медиҳад ва ин ҳалқаҳои гироскопиро барои барномаҳо дар муҳитҳои серталаб беҳтарин месозад.
▶Муътадилӣ дар ҳарорати баланд:Халқаҳои гироскоп устувории ҳамоҳангии ҳарорати баландро нишон медиҳанд ва ҳатто дар шароити гармии гуногун дақиқиро таъмин мекунанд.
▶Чорчӯбаи сабуки соддакардашуда:Халқаҳои гироскопӣ бо чаҳорчӯбаи оддӣ, вале сабук сохта шудаанд, ки дақиқии баланди коркардро кафолат медиҳанд.
▶Раванди печонидани пайваста:Раванди печонидани мӯътадил боқӣ мемонад ва ба талаботи гироскопҳои гуногуни нахи оптикии дақиқ мутобиқ мешавад.
Истинод
Groves, PD (2008). Муқаддима ба навигатсияи инерсиалӣ.Маҷаллаи Навигатсия, 61(1), 13-28.
Эл-Шейми, Н., Хоу, Х., ва Ниу, X. (2019). Технологияҳои сенсорҳои инерсиалӣ барои барномаҳои навигатсионӣ: ҳолати муосир.Навигатсияи моҳвораӣ, 1(1), 1-15.
Вудман, ОҶ (2007). Муқаддима ба навигасияи инерсиалӣ.Донишгоҳи Кембриҷ, Лабораторияи компютерӣ, UCAM-CL-TR-696.
Чатила, Р. ва Ломонд, ҶП (1985). Истинод ба мавқеъ ва моделсозии пайвастаи ҷаҳон барои роботҳои мобилӣ.Дар мақолаҳои Конфронси байналмилалии IEEE 1985 оид ба робототехника ва автоматизатсия(Чилди 2, сах. 138—145). IEEE.
Ба консулгарии ройгон лозим аст?
БАЪЗЕ лоињањои ман
КОРҲОИ АҶИБЕ, КИ ман дар он саҳм гузоштаам. ИФТИХОРИ!
