X'inhi Navigazzjoni Inerzjali?
Fundamenti tan-Navigazzjoni Inerzjali
Il-prinċipji fundamentali tan-navigazzjoni inerzjali huma simili għal dawk ta' metodi oħra ta' navigazzjoni. Jiddependi fuq l-akkwist ta 'informazzjoni ewlenija, inkluża l-pożizzjoni inizjali, l-orjentazzjoni inizjali, id-direzzjoni u l-orjentazzjoni tal-moviment f'kull mument, u l-integrazzjoni progressiva ta' din id-dejta (analogu għal operazzjonijiet ta 'integrazzjoni matematiċi) biex tiddetermina b'mod preċiż parametri tan-navigazzjoni, bħall-orjentazzjoni u l-pożizzjoni.
Ir-Rwol tas-Sensuri fin-Navigazzjoni Inerzjali
Biex tikseb l-orjentazzjoni attwali (attitudni) u l-informazzjoni dwar il-pożizzjoni ta 'oġġett li jiċċaqlaq, sistemi ta' navigazzjoni inerzjali jimpjegaw sett ta 'sensors kritiċi, li jikkonsistu primarjament f'aċċellerometri u ġiroskopji. Dawn is-sensuri jkejlu l-veloċità angolari u l-aċċelerazzjoni tat-trasportatur f'qafas ta 'referenza inerzjali. Id-dejta mbagħad tiġi integrata u pproċessata maż-żmien biex tinkiseb informazzjoni dwar il-veloċità u l-pożizzjoni relattiva. Sussegwentement, din l-informazzjoni tinbidel fis-sistema tal-koordinati tan-navigazzjoni, flimkien mad-dejta tal-pożizzjoni inizjali, li tilħaq il-qofol tagħha fid-determinazzjoni tal-post kurrenti tat-trasportatur.
Prinċipji ta' Operazzjoni ta' Sistemi ta' Navigazzjoni Inerzjali
Is-sistemi ta' navigazzjoni inerzjali joperaw bħala sistemi interni ta' navigazzjoni b'ċirku magħluq għal rashom. Huma ma jiddependux fuq aġġornamenti tad-dejta esterna f'ħin reali biex jikkoreġu żbalji waqt il-moviment tat-trasportatur. Bħala tali, sistema waħda ta 'navigazzjoni inerzjali hija adattata għal kompiti ta' navigazzjoni għal żmien qasir. Għal operazzjonijiet fit-tul, għandu jiġi kkombinat ma 'metodi ta' navigazzjoni oħra, bħal sistemi ta 'navigazzjoni bbażati fuq is-satellita, biex perjodikament jikkoreġu l-iżbalji interni akkumulati.
Il-Oħbi tan-Navigazzjoni Inerzjali
Fit-teknoloġiji moderni tan-navigazzjoni, inklużi n-navigazzjoni ċelesti, in-navigazzjoni bis-satellita, u n-navigazzjoni bir-radju, in-navigazzjoni inerzjali tispikka bħala awtonoma. La temetti sinjali lill-ambjent estern u lanqas tiddependi fuq oġġetti ċelesti jew sinjali esterni. Konsegwentement, is-sistemi ta' navigazzjoni inerzjali joffru l-ogħla livell ta' ħabi, li jagħmluhom ideali għal applikazzjonijiet li jeħtieġu l-akbar kunfidenzjalità.
Definizzjoni Uffiċjali ta' Navigazzjoni Inerzjali
Sistema ta 'Navigazzjoni Inerzjali (INS) hija sistema ta' stima tal-parametri tan-navigazzjoni li timpjega ġiroskopji u aċċellerometri bħala sensuri. Is-sistema, ibbażata fuq l-output tal-ġiroskopji, tistabbilixxi sistema ta 'koordinati ta' navigazzjoni filwaqt li tuża l-output ta 'aċċellerometri biex tikkalkula l-veloċità u l-pożizzjoni tat-trasportatur fis-sistema ta' koordinati ta 'navigazzjoni.
Applikazzjonijiet ta' Navigazzjoni Inerzjali
It-teknoloġija inerzjali sabet applikazzjonijiet wiesgħa f'oqsma varji, inklużi aerospazjali, avjazzjoni, marittima, esplorazzjoni taż-żejt, ġeodesija, stħarriġ oċeanografiku, tħaffir ġeoloġiku, robotika, u sistemi ferrovjarji. Bil-miġja ta 'sensuri inerzjali avvanzati, it-teknoloġija inerzjali estendiet l-utilità tagħha għall-industrija tal-karozzi u apparat elettroniku mediku, fost oqsma oħra. Dan l-ambitu li qed jespandi ta 'applikazzjonijiet jenfasizza r-rwol dejjem aktar ċentrali tan-navigazzjoni inerzjali fil-forniment ta' navigazzjoni ta 'preċiżjoni għolja u kapaċitajiet ta' pożizzjonament għal numru kbir ta 'applikazzjonijiet.
Il-Komponent Ewlieni tal-Gwida Inerzjali:Ġiroskopju tal-Fiber Optic
Introduzzjoni għal Ġiroskopji tal-Fiber Optic
Is-sistemi ta 'navigazzjoni inerzjali jiddependu ħafna fuq l-eżattezza u l-preċiżjoni tal-komponenti ewlenin tagħhom. Komponent wieħed bħal dan li tejjeb b'mod sinifikanti l-kapaċitajiet ta 'dawn is-sistemi huwa l-Fiber Optic Gyroscope (FOG). FOG huwa sensor kritiku li għandu rwol ċentrali fil-kejl tal-veloċità angolari tat-trasportatur bi preċiżjoni notevoli.
Operazzjoni tal-Ġiroskopju tal-Fiber Optic
Iċ-ċpar joperaw fuq il-prinċipju tal-effett Sagnac, li jinvolvi l-qsim ta 'raġġ tal-lejżer f'żewġ mogħdijiet separati, li jippermettulu jivvjaġġa f'direzzjonijiet opposti tul linja tal-fibra ottika mdawra. Meta t-trasportatur, inkorporat mal-FOG, idur, id-differenza fil-ħin tal-ivvjaġġar bejn iż-żewġ travi hija proporzjonali għall-veloċità angolari tar-rotazzjoni tat-trasportatur. Dan id-dewmien fil-ħin, magħruf bħala l-bidla fil-fażi Sagnac, imbagħad jitkejjel b'mod preċiż, li jippermetti liċ-FOG jipprovdi dejta preċiża dwar ir-rotazzjoni tat-trasportatur.
Il-prinċipju ta 'ġiroskopju tal-fibra ottika jinvolvi li jitfa' raġġ ta' dawl minn photodetector. Dan ir-raġġ tad-dawl jgħaddi minn coupler, jidħol minn tarf u joħroġ minn ieħor. Imbagħad jivvjaġġa permezz ta 'linja ottika. Żewġ raġġi ta 'dawl, li ġejjin minn direzzjonijiet differenti, jidħlu fil-linja u jlestu superpożizzjoni koerenti wara li jduru madwar. Id-dawl li jirritorna jerġa jidħol f'dijodu li jarmi d-dawl (LED), li jintuża biex jiskopri l-intensità tiegħu. Filwaqt li l-prinċipju ta 'ġiroskopju tal-fibra ottika jista' jidher sempliċi, l-aktar sfida sinifikanti tinsab fl-eliminazzjoni ta 'fatturi li jaffettwaw it-tul tal-passaġġ ottiku taż-żewġ raġġi tad-dawl. Din hija waħda mill-aktar kwistjonijiet kritiċi li jiffaċċjaw fl-iżvilupp tal-ġiroskopji tal-fibra ottika.
1: dajowd superluminixxenti 2: photodetector dajowd
3.light sors coupler 4.coupler taċ-ċirku tal-fibra ċirku tal-fibra 5.optical
Vantaġġi tal-Ġiroskopji tal-Fiber Optic
FOGs joffru diversi vantaġġi li jagħmluhom imprezzabbli fis-sistemi ta 'navigazzjoni inerzjali. Huma magħrufa għall-eżattezza, l-affidabbiltà u d-durabilità eċċezzjonali tagħhom. B'differenza mill-gyros mekkaniċi, FOGs m'għandhomx partijiet li jiċċaqilqu, u jnaqqas ir-riskju ta 'xedd u kedd. Barra minn hekk, huma reżistenti għal xokk u vibrazzjoni, u jagħmluhom ideali għal ambjenti eżiġenti bħal applikazzjonijiet aerospazjali u ta 'difiża.
Integrazzjoni ta' Ġiroskopji tal-Fiber Optic fin-Navigazzjoni Inerzjali
Is-sistemi ta' navigazzjoni inerzjali qed jinkorporaw dejjem aktar FOGs minħabba l-preċiżjoni għolja u l-affidabbiltà tagħhom. Dawn il-ġiroskopji jipprovdu l-kejl tal-veloċità angolari kruċjali meħtieġa għad-determinazzjoni preċiża tal-orjentazzjoni u l-pożizzjoni. Billi jintegraw FOGs fis-sistemi ta' navigazzjoni inerzjali eżistenti, l-operaturi jistgħu jibbenefikaw minn preċiżjoni mtejba tan-navigazzjoni, speċjalment f'sitwazzjonijiet fejn tkun meħtieġa preċiżjoni estrema.
Applikazzjonijiet ta 'Ġiroskopji tal-Fiber Optic fin-Navigazzjoni Inerzjali
L-inklużjoni ta 'FOGs espandiet l-applikazzjonijiet ta' sistemi ta 'navigazzjoni inerzjali f'diversi oqsma. Fl-ajruspazju u fl-avjazzjoni, is-sistemi mgħammra biċ-ċpar joffru soluzzjonijiet preċiżi ta’ navigazzjoni għal inġenji tal-ajru, drones u vetturi spazjali. Jintużaw ukoll b'mod estensiv fin-navigazzjoni marittima, l-istħarriġ ġeoloġiku, u r-robotika avvanzata, li jippermettu lil dawn is-sistemi joperaw b'rendiment u affidabilità mtejba.
Varjanti Strutturali differenti ta 'Ġiroskopji tal-Fiber Optic
Il-ġiroskopji tal-fibra ottika jiġu f'diversi konfigurazzjonijiet strutturali, b'dik predominanti li bħalissa tidħol fil-qasam tal-inġinerija hija l-ġiroskopju tal-fibra ottika li jżomm il-polarizzazzjoni b'ċirku magħluq. Fil-qalba ta 'dan il-ġiroskopju hemm il-linja tal-fibra li żżomm il-polarizzazzjoni, li jinkludi fibri li jżommu l-polarizzazzjoni u qafas iddisinjat b'mod preċiż. Il-kostruzzjoni ta 'din il-linja tinvolvi metodu ta' tkebbib simmetriku ta 'erba' darbiet, supplimentat minn ġel tas-siġillar uniku biex jiffurmaw coil tal-linja tal-fibra fi stat solidu.
Karatteristiċi ewlenin ta 'Polarizzazzjoni-Żamma Fiber Optic Gyro Coil
▶Disinn tal-Qafas Uniku:Il-linji tal-ġiroskopju għandhom disinn ta 'qafas distintiv li jakkomoda diversi tipi ta' fibri li jżommu l-polarizzazzjoni b'faċilità.
▶Teknika ta' Tkebbib Simmetriku Erbgħa:It-teknika ta 'l-istralċ simmetriku erba' darbiet timminimizza l-effett Shupe, u tiżgura kejl preċiż u affidabbli.
▶ Materjal Avvanzat tal-Ġell tas-Siġillar:L-impjieg ta 'materjali avvanzati tal-ġel tas-siġillar, flimkien ma' teknika ta 'tqaddid unika, itejjeb ir-reżistenza għall-vibrazzjonijiet, u jagħmlu dawn il-linji tal-ġiroskopji ideali għal applikazzjonijiet f'ambjenti eżiġenti.
▶Stabbiltà tal-Koerenza tat-Temperatura Għolja:Il-linji tal-ġiroskopju juru stabbiltà ta 'koerenza ta' temperatura għolja, u jiżguraw preċiżjoni anke f'kundizzjonijiet termali li jvarjaw.
▶ Qafas Ħfief Simplifikat:Il-linji tal-ġiroskopju huma mfassla b'qafas sempliċi iżda ħafif, li jiggarantixxi preċiżjoni għolja tal-ipproċessar.
▶Proċess ta' Tkebbib Konsistenti:Il-proċess tal-istralċ jibqa 'stabbli, jadatta għar-rekwiżiti ta' diversi ġiroskopji tal-fibra ottika ta 'preċiżjoni.
Referenza
Groves, PD (2008). Introduzzjoni għan-Navigazzjoni Inerzjali.Il-Ġurnal tan-Navigazzjoni, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Teknoloġiji ta' sensuri inerzjali għal applikazzjonijiet ta' navigazzjoni: l-aktar avvanzata.Navigazzjoni bis-Satellita, 1(1), 1-15.
Woodman, ĠU (2007). Introduzzjoni għan-navigazzjoni inerzjali.Università ta' Cambridge, Laboratorju tal-Kompjuter, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Referenzjar tal-pożizzjoni u mudellar dinji konsistenti għal robots mobbli.Fil-Proċedimenti tal-Konferenza Internazzjonali tal-IEEE tal-1985 dwar ir-Robotika u l-Awtomazzjoni(Vol. 2, pp. 138-145). IEEE.
Għandek bżonn Konsulazzjoni Ħieles?
XI MINN PROĠETTI TIEGĦI
XOGĦLIJIET TAL-BIJAGĦ LI GĦALIHOM I Kkontribwejt. Kburi!
