Inersial Nawigasiýa näme?
Inersial Nawigasiýanyň Esaslary
Inersial nawigasiýanyň esasy ýörelgeleri beýleki nawigasiýa usullarynyň esaslaryna meňzeýär. Ol başlangyç pozisiýa, başlangyç ugur, her pursatda hereketiň ugry we ugry ýaly esasy maglumatlary almaga we ugur we orun ýaly nawigasiýa parametrlerini takyk kesgitlemek üçin bu maglumatlary (matematiki integrasiýa amallaryna meňzeş) yzygiderli integrasiýa etmäge esaslanýar.
Inersial Nawigasiýada Sensorlaryň Roly
Hereket edýän obýektiň häzirki ugry (garaýşy) we ýerleşýän ýeri baradaky maglumatlary almak üçin inersial nawigasiýa ulgamlary esasan akselerometrlerden we giroskoplardan ybarat bolan möhüm sensorlaryň toplumyny ulanýar. Bu sensorlar inersial salgylanma ulgamynda daşaýjynyň burç tizligini we tizlenmesini ölçeýär. Soňra maglumatlar tizlik we deňeşdirilýän ýerleşýän ýeri baradaky maglumatlary almak üçin birleşdirilýär we wagtyň geçmegi bilen işlenilýär. Soňra bu maglumat başlangyç ýerleşýän ýeri baradaky maglumatlar bilen bilelikde nawigasiýa koordinata ulgamyna öwrülýär we daşaýjynyň häzirki ýerleşýän ýerini kesgitlemek bilen tamamlanýar.
Inersial Nawigasiýa Ulgamlarynyň Iş Prinsipleri
Inersial nawigasiýa ulgamlary özbaşdak, içki ýapyk aýlawly nawigasiýa ulgamlary hökmünde işleýär. Olar daşaýjynyň hereketi wagtyndaky ýalňyşlyklary düzetmek üçin hakyky wagtdaky daşarky maglumatlaryň täzelenmelerine bil baglamaýarlar. Şeýlelik bilen, gysga möhletli nawigasiýa işleri üçin ýeke-täk inersial nawigasiýa ulgamy amatlydyr. Uzak möhletli operasiýalar üçin, toplanan içki ýalňyşlyklary wagtal-wagtal düzetmek üçin, ol hemra esasyndaky nawigasiýa ulgamlary ýaly beýleki nawigasiýa usullary bilen utgaşdyrylmalydyr.
Inersial Nawigasiýanyň Gizlinligi
Häzirki zaman nawigasiýa tehnologiýalarynda, şol sanda asman nawigasiýasynda, hemra nawigasiýasynda we radio nawigasiýasynda inertial nawigasiýa awtonom hökmünde tapawutlanýar. Ol daşarky gurşawa signallary çykarmaýar we asman jisimlerine ýa-da daşarky signallara bagly däldir. Netijede, inertial nawigasiýa ulgamlary iň ýokary derejede gizlinligi üpjün edýär, bu bolsa olary iň ýokary derejede gizlinligi talap edýän ulanyşlar üçin amatly edýär.
Inersial Nawigasiýanyň resmi kesgitlemesi
Inersial Nawigasiýa Ulgamy (INS) giroskoplary we akselerometrleri datçik hökmünde ulanýan nawigasiýa parametrlerini bahalandyrma ulgamydyr. Giroskoplaryň çykyşyna esaslanýan ulgam, nawigasiýa koordinata ulgamyndaky daşaýjynyň tizligini we ýerleşişini hasaplamak üçin akselerometrleriň çykyşyny ulanyp, nawigasiýa koordinata ulgamyny döredýär.
Inersial Nawigasiýanyň ulanylyş ugurlary
Inersial tehnologiýa aerokosmos, awiasiýa, deňizçilik, nebit gözleg, geodeziýa, okeanografiýa gözlegleri, geologiki burawlaýyş, robototehnika we demir ýol ulgamlary ýaly dürli ugurlarda giňden ulanylyş tapdy. Ösen inersial sensorlaryň peýda bolmagy bilen, inersial tehnologiýa öz peýdasyny awtoulag senagatyna we lukmançylyk elektron enjamlaryna, beýleki ugurlara hem giňeltdi. Ulanylyşynyň bu giňelýän gerimi inersial nawigasiýanyň köp sanly ulanylyşlar üçin ýokary takyklykly nawigasiýa we ýerleşiş mümkinçiliklerini üpjün etmekde barha möhüm roluny nygtaýar.
Inersial Ýolbaşçylygyň Esasy Komponenti:Optik süýümli giroskop
Optik süýümli giroskoplara giriş
Inersial nawigasiýa ulgamlary esasy bölekleriniň takyklygyna we takyklygyna uly derejede bil baglaýar. Bu ulgamlaryň mümkinçiliklerini ep-esli ýokarlandyran şeýle bölekleriň biri optiki süýümli giroskopdyr (FOG). FOG, daşaýjynyň burç tizligini ajaýyp takyklyk bilen ölçemekde möhüm rol oýnaýan möhüm sensordyr.
Optik süýümli giroskopyň işleýşi
FOG-lar Sagnac täsiri prinsipi esasynda işleýär, bu bolsa lazer şöhlesini iki aýry ýola bölmegi öz içine alýar we onuň spiral optiki süýümli halka boýunça garşylykly ugurlarda hereket etmegine mümkinçilik berýär. FOG bilen birleşdirilen daşaýjy aýlananda, iki şöhle arasyndaky syýahat wagtynyň tapawudy daşaýjynyň aýlanyşynyň burç tizligine proporsional bolýar. Sagnac fazasynyň üýtgemegi diýlip atlandyrylýan bu wagt gijikmesi soňra takyk ölçenýär we FOG-a daşaýjynyň aýlanyşy barada takyk maglumat bermäge mümkinçilik berýär.
Süýümli optik giroskopyň prinsipi fotodetektordan ýagtylyk şöhlesini çykarmagy öz içine alýar. Bu ýagtylyk şöhlesi birleşdirijiden geçýär, bir ujundan girýär we beýleki ujundan çykýar. Soňra ol optiki halkadan geçýär. Dürli ugurlardan gelýän iki şöhle halka girýär we töwereginde aýlanandan soň utgaşykly superpozisiýany tamamlaýar. Gaýdyp gelýän ýagtylyk onuň intensiwligini anyklamak üçin ulanylýan ýagtylyk çykarýan dioda (LED) gaýtadan girýär. Süýümli optiki giroskopyň prinsipi ýönekeý ýaly görünse-de, iň möhüm kynçylyk iki ýagtylyk şöhlesiniň optiki ýolunyň uzynlygyna täsir edýän faktorlary aradan aýyrmakda durýar. Bu süýümli optiki giroskoplaryň işlenip düzülmeginde ýüzbe-ýüz bolýan iň möhüm meseleleriň biridir.
1: Superlüminesensiýa diody 2: fotodetektor diody
3. ýagtylyk çeşmesini birleşdiriji 4.süýümli halka birleşdiriji 5. optiki süýümli halka
Optik süýümli giroskoplaryň artykmaçlyklary
FOG-lar inersial nawigasiýa ulgamlarynda gymmatly edýän birnäçe artykmaçlyklary hödürleýär. Olar ajaýyp takyklygy, ygtybarlylygy we berkligi bilen meşhurdyr. Mehaniki giroslardan tapawutlylykda, FOG-larda hereket edýän bölekler ýok, bu bolsa aşynma we ýyrtylma howpuny azaldýar. Mundan başga-da, olar zarba we titreme garşy durnuklydyr, bu bolsa olary howa-kosmos we goranyş ulgamlary ýaly kyn gurşawlar üçin amatly edýär.
Inersial Nawigasiýada Optik Süýümli Giroskoplaryň Integrasiýasy
Inersial nawigasiýa ulgamlary ýokary takyklygy we ygtybarlylygy sebäpli FOG-lary barha köp ulanýar. Bu giroskoplar ugur we pozisiýany takyk kesgitlemek üçin zerur bolan möhüm burç tizligi ölçeglerini üpjün edýär. FOG-lary bar bolan inersial nawigasiýa ulgamlaryna goşmak arkaly operatorlar, esasanam örän takyklygyň zerur bolan ýagdaýlarynda, nawigasiýanyň takyklygynyň ýokarlanmagyndan peýdalanyp bilerler.
Inersial Nawigasiýada Optik Süýümli Giroskoplaryň Ulanylyşy
FOG-laryň goşulmagy inersial nawigasiýa ulgamlarynyň dürli ugurlarda ulanylyşyny giňeltdi. Aerokosmosda we awiasiýada FOG bilen enjamlaşdyrylan ulgamlar uçarlar, dronlar we kosmos gämileri üçin takyk nawigasiýa çözgütlerini hödürleýär. Şeýle hem, olar deňiz nawigasiýasynda, geologik barlaglarda we ösen robototehnikada giňden ulanylýar, bu bolsa bu ulgamlaryň ýokary öndürijilik we ygtybarlylyk bilen işlemegine mümkinçilik berýär.
Optik süýümli giroskoplaryň dürli gurluş görnüşleri
Süýümli optik giroskoplar dürli gurluş konfigurasiýalarynda bolýar, häzirki wagtda inženerçilik ulgamyna girýän esasy konfigurasiýalar şulardyrýapyk aýlawly polýarizasiýany saklaýan süýümli optik giroskopBu giroskopyň merkezinde ... durýar.polýarizasiýany saklaýan süýüm halkasy, polýarizasiýany saklaýan süýümlerden we takyk dizaýn edilen çarçuwadan ybarat. Bu halkanyň gurluşy dört bölekli simmetrik sarma usulyny öz içine alýar, oňa berk ýagdaýdaky süýüm halkasynyň sarmasyny emele getirmek üçin özboluşly möhürleýji gel goşulýar.
Esasy aýratynlyklaryPolýarizasiýany saklamak - Optik süýümli Gýyl bobin
▶Unikal çarçuwa dizaýny:Giroskop halkalary dürli görnüşli polýarizasiýany saklaýan süýümleri aňsatlyk bilen ýerleşdirýän özboluşly çarçuwa dizaýnyna eýedir.
▶Dört esse simmetrik sarma usuly:Dört gezek simmetrik sarma usuly Şupe täsirini azaldýar we ölçegleriň takyk we ygtybarly bolmagyny üpjün edýär.
▶Ösen Möhürleýji Gel Materialy:Ösen möhürleýji gel materiallarynyň ulanylmagy özboluşly berkitme usuly bilen utgaşdyrylyp, titremelere garşylygy ýokarlandyrýar we bu giroskop halkalaryny kyn şertlerde ulanmak üçin amatly edýär.
▶Ýokary temperatura utgaşyklylygynyň durnuklylygy:Giroskop halkalary ýokary temperatura kogerentliginiň durnuklylygyny görkezýär, bu bolsa dürli termal şertlerde hem takyklygy üpjün edýär.
▶Ýönekeýleşdirilen Ýeňil Çarçuwa:Giroskop halkalary ýokary işleme takyklygyny kepillendirýän ýönekeý, ýöne ýeňil çarçuwa bilen işlenip düzüldi.
▶ Yzygiderli sarma prosesi:Sargy prosesi durnukly bolup, dürli takyklykly optiki süýümli giroskoplaryň talaplaryna uýgunlaşýar.
Salgylanma
Groves, PD (2008). Inersial nawigasiýa giriş.Nawigasiýa žurnaly, 61(1), 13-28.
El-Sheimi, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Nawigasiýa ulanylyşlary üçin inersial sensor tehnologiýalary: iň täze tehnologiýalar.Hemra Nawigasiýasy, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). Inersial nawigasiýa giriş.Kembrij uniwersiteti, Kompýuter laboratoriýasy, UCAM-CL-TR-696.
Çatila, R., we Laumond, JP (1985). Mobil robotlar üçin pozisiýa salgylanmasy we yzygiderli dünýä modelirlemesi.1985-nji ýyldaky robototehnika we awtomatlaşdyrma boýunça IEEE halkara konferensiýasynyň materiallarynda(2-nji tom, sah. 138-145). IEEE.
Mugt maslahat gerekmi?
MENIŇ PROÝEKTLERIMIŇ KÄBIRLERI
MENIŇ GOŞANT GOŞANDYM AJAÝYP IŞLER. BUÝSANÇ BILEN!
