Inertial nawigasiýa näme?
Inertial nawigasiýanyň esaslary
Inertial nawigasiýanyň esasy ýörelgeleri beýleki nawigasiýa usullaryna meňzeýär. Başlangyç ýagdaýy, başlangyç ugry, her pursatda hereketiň ugry we ugry ýaly möhüm maglumatlary almaga we ugrukdyrma we pozisiýa ýaly nawigasiýa parametrlerini takyk kesgitlemek üçin bu maglumatlary (matematiki integrasiýa amallaryna meňzeş) kem-kemden birleşdirmäge esaslanýar.
Inertial nawigasiýada datçikleriň roly
Hereket edýän obýektiň häzirki ugruny (garaýşyny) we ýerleşiş maglumatyny almak üçin inertial nawigasiýa ulgamlary, esasan, akselerometrlerden we giroskoplardan ybarat kritiki datçikler toplumyny ulanýar. Bu datçikler inertial salgylanma çarçuwasynda burç tizligini we göterijiniň tizlenmesini ölçýärler. Soňra tizlik we otnositel pozisiýa maglumatlary almak üçin maglumatlar wagtyň geçmegi bilen birleşdirilýär we işlenýär. Netijede, bu maglumat başlangyç ýagdaý maglumatlary bilen bilelikde daşaýjynyň häzirki ýerleşýän ýerini kesgitlemek bilen nawigasiýa koordinat ulgamyna öwrülýär.
Inertial nawigasiýa ulgamlarynyň iş prinsipleri
Inertial nawigasiýa ulgamlary öz-özüne bagly, içerki ýapyk görnüşli nawigasiýa ulgamlary hökmünde işleýär. Daşaýjynyň hereketi wagtynda ýalňyşlyklary düzetmek üçin real wagt daşarky maglumat täzelenmelerine bil baglamaýarlar. Şeýle bolansoň, gysga möhletli nawigasiýa meseleleri üçin ýekeje inertial nawigasiýa ulgamy amatlydyr. Uzak möhletli amallar üçin, ýygnanan içerki ýalňyşlyklary wagtal-wagtal düzetmek üçin hemra esasly nawigasiýa ulgamlary ýaly beýleki nawigasiýa usullary bilen birleşdirilmelidir.
Inertial nawigasiýanyň gizlinligi
Häzirki zaman nawigasiýa tehnologiýalarynda, asman nawigasiýasy, hemra nawigasiýasy we radio nawigasiýa ýaly inertial nawigasiýa özbaşdak tapawutlanýar. Daşarky gurşawa signal bermeýär, asman jisimlerine ýa-da daşarky signallara bagly däl. Netijede, inertial nawigasiýa ulgamlary iň ýokary gizlinligi talap edýän programmalar üçin ideal edip, gizlinligiň iň ýokary derejesini hödürleýär.
Inertial nawigasiýanyň resmi kesgitlemesi
Inertial nawigasiýa ulgamy (INS), giroskoplary we akselerometrleri datçik hökmünde ulanýan nawigasiýa parametrlerine baha bermek ulgamy. Giroskoplaryň çykyşyna esaslanýan ulgam, nawigasiýa koordinat ulgamynda göterijiniň tizligini we ýagdaýyny hasaplamak üçin akselerometrleriň çykyşyny ulanyp, nawigasiýa koordinat ulgamyny döredýär.
Inertial nawigasiýa programmalary
Inertial tehnologiýa, howa, awiasiýa, deňiz, nebit gözleg, geodeziýa, okeanografiki gözlegler, geologiki buraw, robot we demir ýol ulgamlary ýaly dürli ugurlarda giň gerimli programmalary tapdy. Ösen inertial datçikleriň peýda bolmagy bilen, inertial tehnologiýa beýleki ugurlar bilen bir hatarda awtoulag pudagyna we lukmançylyk elektron enjamlaryna peýdalylygyny artdyrdy. Goýmalaryň bu giňelmegi, inertial nawigasiýanyň köp sanly programma üçin ýokary takyk nawigasiýa we ýerleşiş mümkinçiliklerini üpjün etmekde barha artýan möhüm roluny görkezýär.
Inertial görkezmäniň esasy bölegi:Süýüm optiki giroskop
Süýüm optiki giroskoplary bilen tanyşlyk
Inertial nawigasiýa ulgamlary esasy bölekleriniň takyklygyna we takyklygyna bil baglaýarlar. Bu ulgamlaryň mümkinçiliklerini ep-esli ýokarlandyran şeýle komponentleriň biri süýümli optiki giroskopdyr (FOG). FOG, daşaýjynyň burç tizligini ajaýyp takyklyk bilen ölçemekde möhüm rol oýnaýan möhüm datçikdir.
Süýüm optiki giroskop operasiýasy
Dumanlar, “Sagnac” effekti prinsipinde işleýär, bu lazer şöhlesini iki aýry bölege bölüp, örtülen süýümli optiki aýlaw boýunça ters tarapa gitmäge mümkinçilik berýär. FOG bilen ýerleşdirilen daşaýjy aýlananda, iki şöhläniň arasyndaky syýahat wagtynyň tapawudy daşaýjynyň aýlanyşynyň burç tizligine proporsionaldyr. “Sagnac” fazasy çalşygy diýlip atlandyrylýan bu gezek gijikdirmek, takyk ölçelýär, bu bolsa FOG-a daşaýjynyň aýlanmagy bilen baglanyşykly takyk maglumatlary bermäge mümkinçilik berýär.
Süýümli optiki gyroskopyň ýörelgesi, fotodetektordan ýagtylyk şöhlesini çykarmagy öz içine alýar. Bu ýagty şöhle, bir ujundan girip, beýleki ujundan çykýan birleşdirijiden geçýär. Soňra optiki aýlawdan geçýär. Dürli tarapdan gelýän iki sany şöhle, aýlawyň içine girýär we aýlanandan soň sazlaşykly superpozisiýany tamamlaýar. Yzyna gaýdyp gelýän yşyk, intensiwligini kesgitlemek üçin ulanylýan ýagtylyk diodyna (LED) gaýtadan girýär. Süýümli optiki giroskopyň ýörelgesi gönümel ýaly bolup görünse-de, iň möhüm kynçylyk iki ýagtylygyň optiki ýolunyň uzynlygyna täsir edýän faktorlary ýok etmekdir. Bu süýümli optiki giroskoplaryň ösüşinde ýüze çykýan iň möhüm meseleleriň biridir.
1 ： superluminesent diod 2 ： fotodetektor diody
3. ýagtylyk çeşmesi birleşdiriji 4.süýümli halka birikdiriji 5.optiki süýüm halkasy
Süýüm optiki giroskoplarynyň artykmaçlyklary
Dumanlar inertial nawigasiýa ulgamlarynda bahasyna ýetip bolmajak birnäçe artykmaçlygy hödürleýär. Ajaýyp takyklygy, ygtybarlylygy we berkligi bilen meşhurdyr. Mehaniki girlerden tapawutlylykda, FOG-laryň hereket edýän bölekleri ýok, könelmek we ýyrtylmak howpuny azaldýar. Mundan başga-da, şok we yrgyldylara çydamly bolup, olary howa we goranyş amaly ýaly talap edilýän şertler üçin ideal edýär.
Süýümli optiki giroskoplaryň inertial nawigasiýa integrasiýasy
Inertial nawigasiýa ulgamlary, ýokary takyklygy we ygtybarlylygy sebäpli FOG-lary has köp öz içine alýar. Bu giroskoplar ugry we pozisiýany takyk kesgitlemek üçin zerur burç tizligini ölçemegi üpjün edýär. FOG-lary bar bolan inertial nawigasiýa ulgamlaryna goşmak bilen, operatorlar nawigasiýa takyklygynyň gowulaşmagyndan peýdalanyp bilerler, esasanam aşa takyklyk zerur bolan ýagdaýlarda.
Inertial nawigasiýada süýümli optiki giroskoplaryň goşundylary
FOG-laryň goşulmagy, dürli domenlerde inertial nawigasiýa ulgamlarynyň programmalaryny giňeltdi. Aerokosmosda we awiasiýada FOG bilen enjamlaşdyrylan ulgamlar uçarlar, pilotsyz uçarlar we kosmos gämileri üçin takyk nawigasiýa çözgütlerini hödürleýär. Şeýle hem, deňiz nawigasiýasynda, geologiki gözleglerde we ösen robotlarda giňden ulanylýar, bu ulgamlara ösen öndürijilik we ygtybarlylyk bilen işlemäge mümkinçilik berýär.
Süýüm optiki giroskoplarynyň dürli gurluş görnüşleri
Süýümli optiki gyroskoplar dürli gurluş konfigurasiýalarynda gelýär, häzirki wagtda in engineeringenerçilik pudagyna girýänleriň aglabasyýapyk görnüşli polýarizasiýa saklaýan süýüm optiki giroskop. Bu gyroskopyň özenindepolýarizasiýa saklaýan süýüm halkasypolýarizasiýa saklaýan süýümlerden we takyk işlenip düzülen çarçuwadan ybarat. Bu aýlawyň gurluşygy, dört gatly simmetrik sargy usulyny öz içine alýar, gaty berk süýümli aýlaw rulonyny emele getirmek üçin özboluşly möhürleýji jel bilen doldurylýar.
Esasy aýratynlyklaryPolýarizasiýa-süýüm optiki G.yro Coil
Ique Üýtgeşik çarçuwaly dizaýn:Gyroskop aýlawlarynda polýarizasiýa saklaýan süýümleriň dürli görnüşlerini aňsatlyk bilen ýerleşdirýän özboluşly çarçuwaly dizaýn bar.
▶ Dört simmetrik aýlaw usuly:Dört esse simmetrik sargy usuly, takyk we ygtybarly ölçegleri üpjün edip, Shupe effektini azaldýar.
▶ Ösen möhürleýji jel materialy:Öňdebaryjy möhürleýji jel materiallarynyň ulanylmagy, özboluşly bejeriş usuly bilen titremä garşylygy güýçlendirýär we bu giroskop aýlawlaryny talap edilýän şertlerde ulanmak üçin amatly edýär.
▶ Temokary temperatura sazlaşyklylygy:Giroskop aýlawlary, dürli ýylylyk şertlerinde-de takyklygy üpjün edip, ýokary temperatura sazlaşykly durnuklylygy görkezýär.
Light Lightönekeý ýeňil çarçuwasy:Giroskop aýlawlary, ýokary gaýtadan işlemegiň takyklygyny kepillendirýän, ýöne ýeňil çarçuwa bilen işlenip düzülendir.
Istent Yzygiderli sarmak prosesi:Sarma prosesi dürli takyk süýümli optiki giroskoplaryň talaplaryna uýgunlaşyp, durnukly bolýar.
Salgylanma
Groves, PD (2008). Inertial nawigasiýa bilen tanyşlyk.Nawigasiýa Journalurnaly, 61(1), 13-28.
El-Sheimi, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Nawigasiýa programmalary üçin inertial datçik tehnologiýalary: sungatyň ýagdaýy.Sputnik nawigasiýasy, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). Inertial nawigasiýa üçin giriş.Kembrij uniwersiteti, Kompýuter barlaghanasy, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Mobileerleşiş salgylanmasy we ykjam robotlar üçin yzygiderli dünýä modelleri.1985-nji ýyldaky IEEE Robotika we awtomatlaşdyryş konferensiýasynyň materiallarynda(2-nji tom, 138-145 s.). IEEE.
Mugt konsullyk gerekmi?
Käbir taslamalarym
ÜPJÜN ED. .N AWRATYN IŞLER. GYSGAÇA!
