Իներցիոն նավիգացիոն համակարգեր և մանրաթելային օպտիկամանրաթելային գիրոսկոպի տեխնոլոգիա

Բաժանորդագրվեք մեր սոցիալական ցանցերին՝ արագ հրապարակումներ կատարելու համար

Հեղափոխական տեխնոլոգիական առաջընթացի դարաշրջանում նավիգացիոն համակարգերը ի հայտ եկան որպես հիմնարար սյուներ՝ խթանելով բազմաթիվ առաջընթացներ, հատկապես ճշգրտության կարևորագույն ոլորտներում: Տարրական երկնային նավիգացիայից մինչև բարդ իներցիոն նավիգացիոն համակարգեր (INS) անցած ճանապարհը մարմնավորում է մարդկության անզիջում ջանքերը՝ հետազոտությունների և ճշգրիտ ճշգրտության համար: Այս վերլուծությունը խորանում է INS-ի բարդ մեխանիկայի մեջ՝ ուսումնասիրելով մանրաթելային օպտիկական գիրոսկոպների (FOG) առաջադեմ տեխնոլոգիան և բևեռացման կարևոր դերը մանրաթելային օղակների պահպանման գործում:

Մաս 1. Իներցիոն նավիգացիոն համակարգերի (INS) վերծանումը.

Իներցիոն նավիգացիոն համակարգերը (INS) առանձնանում են որպես ինքնավար նավիգացիոն օժանդակ միջոցներ, որոնք ճշգրիտ հաշվարկում են տրանսպորտային միջոցի դիրքը, կողմնորոշումը և արագությունը՝ անկախ արտաքին ազդանշաններից: Այս համակարգերը ներդաշնակեցնում են շարժման և պտտման սենսորները՝ անխափան ինտեգրվելով սկզբնական արագության, դիրքի և կողմնորոշման հաշվողական մոդելների հետ:

Արխետիպային INS-ը ներառում է երեք հիմնական բաղադրիչ՝

· Աքսելերոմետրեր. Այս կարևորագույն տարրերը գրանցում են տրանսպորտային միջոցի գծային արագացումը՝ շարժումը վերածելով չափելի տվյալների։
· Գիրոսկոպներ. Անկյունային արագությունը որոշելու ինտեգրալ, այս բաղադրիչները կարևոր են համակարգի կողմնորոշման համար։
· Համակարգչային մոդուլ. INS-ի նյարդային կենտրոնը, որը մշակում է բազմակողմանի տվյալներ՝ իրական ժամանակում դիրքային վերլուծություններ ստանալու համար։

Արտաքին խափանումների նկատմամբ INS-ի դիմադրողականությունը այն անփոխարինելի է դարձնում պաշտպանության ոլորտներում: Այնուամենայնիվ, այն պայքարում է «շեղման»՝ ճշգրտության աստիճանական անկման դեմ, ինչը անհրաժեշտ է դարձնում բարդ լուծումներ, ինչպիսին է սենսորների միաձուլումը սխալների մեղմացման համար (Չաթֆիլդ, 1997):

Իներցիոն նավիգացիոն համակարգի բաղադրիչների փոխազդեցությունը

Մաս 2. Օպտիկամանրաթելային գիրոսկոպի շահագործման դինամիկան.

Օպտիկամանրաթելային գիրոսկոպները (FOG) ազդարարում են պտտական ​​զգայունակության վերափոխման դարաշրջան՝ օգտագործելով լույսի միջամտությունը: Ճշգրտությունը հիմքում ունենալով՝ FOG-ները կենսական նշանակություն ունեն ավիատիեզերական տրանսպորտային միջոցների կայունացման և նավիգացիայի համար:

FOG-ները գործում են Սանյակի էֆեկտի հիման վրա, որտեղ լույսը, պտտվող մանրաթելային կծիկի մեջ հակառակ ուղղություններով անցնելով, դրսևորում է փուլային տեղաշարժ, որը կապված է պտտման արագության փոփոխությունների հետ։ Այս նրբերանգային մեխանիզմը վերածվում է անկյունային արագության ճշգրիտ չափանիշների։

Անհրաժեշտ բաղադրիչները ներառում են.

· Լույսի աղբյուր. սկզբնակետը, որը սովորաբար լազեր է, որը սկսում է կոհերենտ լույսի ճանապարհորդությունը։
· մանրաթելային կծիկՊարուրաձև օպտիկական խողովակը երկարացնում է լույսի հետագիծը, այդպիսով ուժեղացնելով Սանյակի էֆեկտը։
· Լուսաճանաչիչ. Այս բաղադրիչը տարբերակում է լույսի բարդ ինտերֆերենցիալ օրինաչափությունները։

Օպտիկամանրաթելային գիրոսկոպի շահագործման հաջորդականությունը

Մաս 3. Բևեռացման նշանակությունը մանրաթելային օղակների պահպանման գործում.

 

Բևեռացման պահպանման (PM) մանրաթելային օղակները, որոնք բնորոշ են FOG-ներին, ապահովում են լույսի միատարր բևեռացման վիճակը, որը ինտերֆերենցիայի պատկերի ճշգրտության հիմնական որոշիչ գործոն է: Այս մասնագիտացված մանրաթելերը, որոնք պայքարում են բևեռացման ռեժիմի ցրման դեմ, բարձրացնում են FOG զգայունությունը և տվյալների իսկությունը (Kersey, 1996):

PM մանրաթելերի ընտրությունը, որը թելադրված է գործառնական պահանջմունքներով, ֆիզիկական հատկանիշներով և համակարգային ներդաշնակությամբ, ազդում է ընդհանուր կատարողականի չափանիշների վրա։

Մաս 4. Կիրառություններ և փորձարարական ապացույցներ.

FOG-ները և INS-ները արձագանք են գտնում բազմազան կիրառություններում՝ անօդաչու օդային թռիչքների կազմակերպումից մինչև կինեմատոգրաֆիկ կայունության ապահովումը շրջակա միջավայրի անկանխատեսելիության պայմաններում: Դրանց հուսալիության վկայությունն է NASA-ի Mars Rovers-ում դրանց տեղակայումը, որը նպաստում է անխափան արտաերկրային նավարկությանը (Maimone, Cheng, and Matthies, 2007):

Շուկայի հետագծերը կանխատեսում են այս տեխնոլոգիաների համար արագ զարգացող խորշ, որի հետազոտական ​​վեկտորները ուղղված են համակարգի դիմադրողականության, ճշգրտության մատրիցների և հարմարվողականության սպեկտրների ամրապնդմանը (MarketsandMarkets, 2020):

Yaw_Axis_Corrected.svg
Առնչվող նորություններ
Օղակաձև լազերային գիրոսկոպ

Օղակաձև լազերային գիրոսկոպ

Սագնակի էֆեկտի վրա հիմնված օպտիկամանրաթելային գիրոսկոպի սխեմատիկ դիագրամ

Սագնակի էֆեկտի վրա հիմնված օպտիկամանրաթելային գիրոսկոպի սխեմատիկ դիագրամ

Հղումներ՝

  1. Չաթֆիլդ, Ալբերտա, 1997թ.Բարձր ճշգրտության իներցիոն նավիգացիայի հիմունքները։Աստղագնացության և աերոնավտիկայի առաջընթացը, հատոր 174: Ռեստոն, Վիրջինիա. Ամերիկյան աերոնավտիկայի և աստղագնացության ինստիտուտ:
  2. Քերսի, Ա.Դ. և այլք, 1996թ. «Մանրաթելային օպտիկական գիրոսկոպ. Տեխնոլոգիական զարգացման 20 տարի»,IEEE-ի նյութերը,84(12), էջ 1830-1834։
  3. Մայմոնե, ՄՎ, Չենգ, Յ., և Մաթիս, Լ., 2007թ. «Մարսի հետազոտական ​​​​մարսագնացների տեսողական օդոմետրիա. գործիք՝ ճշգրիտ վարման և գիտական ​​​​պատկերման ապահովման համար»,IEEE Ռոբոտաշինության և ավտոմատացման ամսագիր,14(2), էջ 54-62։
  4. MarketsandMarkets, 2020։ «Իներցիոն նավիգացիոն համակարգերի շուկան ըստ դասի, տեխնոլոգիայի, կիրառման, բաղադրիչի և տարածաշրջանի. գլոբալ կանխատեսում մինչև 2025 թվականը»։

 


Հրաժարում:

  • Մենք հայտարարում ենք, որ մեր կայքում ներկայացված որոշակի պատկերներ հավաքագրվել են ինտերնետից և Վիքիպեդիայից՝ կրթությունը խթանելու և տեղեկատվություն տարածելու նպատակով: Մենք հարգում ենք բոլոր բնօրինակ ստեղծողների մտավոր սեփականության իրավունքները: Այս պատկերները օգտագործվում են առանց առևտրային շահույթի նպատակի:
  • Եթե ​​կարծում եք, որ օգտագործված որևէ բովանդակություն խախտում է ձեր հեղինակային իրավունքները, խնդրում ենք կապվել մեզ հետ: Մենք պատրաստ ենք ձեռնարկել համապատասխան միջոցներ, ներառյալ պատկերների հեռացումը կամ պատշաճ կերպով հղում կատարելը՝ մտավոր սեփականության օրենքներին և կանոնակարգերին համապատասխանությունն ապահովելու համար: Մեր նպատակն է պահպանել բովանդակությամբ հարուստ, արդար և ուրիշների մտավոր սեփականության իրավունքները հարգող հարթակ:
  • Խնդրում ենք կապվել մեզ հետ հետևյալ կապի եղանակով՝email: sales@lumispot.cnՄենք պարտավորվում ենք անհապաղ միջոցներ ձեռնարկել ցանկացած ծանուցում ստանալուց հետո և ապահովում ենք 100% համագործակցություն նման ցանկացած խնդիր լուծելու գործում։

Հրապարակման ժամանակը. Հոկտեմբերի 18-2023