Kio estas inercia navigado?
Fundamentoj de inercia navigado
La fundamentaj principoj de inercia navigado similas al tiuj de aliaj navigadaj metodoj. Ĝi dependas de akirado de ŝlosilaj informoj, inkluzive de la komenca pozicio, komenca orientiĝo, direkto kaj orientiĝo de moviĝo en ĉiu momento, kaj iom post iom integri ĉi tiujn datumojn (analogaj al matematikaj integriĝaj operacioj) por precize determini navigajn parametrojn, kiel orientiĝo kaj pozicio.
La rolo de sensiloj en inercia navigado
Por akiri la nunan orientiĝon (sinteno) kaj poziciajn informojn de moviĝanta objekto, inerciaj navigadaj sistemoj uzas aron da kritikaj sensiloj, ĉefe konsistantaj el akcelerometroj kaj giroskopoj. Ĉi tiuj sensiloj mezuras angulan rapidon kaj akcelon de la portanto en inercia referenca kadro. La datumoj tiam estas integritaj kaj prilaboritaj kun la tempo por derivi rapidecon kaj relativajn poziciajn informojn. Poste ĉi tiu informo transformiĝas al la navigada koordinata sistemo, lige kun la komencaj poziciaj datumoj, kulminante per la determino de la nuna loko de la portanto.
Operaciaj principoj de inerciaj navigadaj sistemoj
Inerciaj navigadaj sistemoj funkcias kiel memstaraj, internaj fermitaj buklaj navigadaj sistemoj. Ili ne fidas je realtempaj eksteraj datumaj ĝisdatigoj por korekti erarojn dum la moviĝo de la portanto. Kiel tia, ununura inercia navigada sistemo taŭgas por mallongdaŭraj navigadaj taskoj. Por longdaŭraj operacioj, ĝi devas esti kombinita kun aliaj navigadaj metodoj, kiel satelit-bazitaj navigadaj sistemoj, por periode korekti la akumulitajn internajn erarojn.
La konceptebleco de inercia navigado
En modernaj navigadaj teknologioj, inkluzive de ĉiela navigado, satelita navigado, kaj radio -navigado, inercia navigado elstaras kiel aŭtonomaj. Ĝi nek elsendas signalojn al la ekstera medio nek dependas de ĉielaj objektoj aŭ eksteraj signaloj. Sekve, inerciaj navigadaj sistemoj ofertas la plej altan nivelon de konceptebleco, igante ilin idealaj por aplikoj postulantaj la plej grandan konfidencon.
Oficiala difino de inercia navigado
Inercia navigada sistemo (INS) estas navigada parametro -taksa sistemo, kiu uzas giroskopojn kaj akcelerometrojn kiel sensilojn. La sistemo, surbaze de la eligo de giroskopoj, establas navigacian koordinatsistemon dum uzado de la eligo de akcelerometroj por komputi la rapidecon kaj pozicion de la portanto en la navigada koordinata sistemo.
Aplikoj de inercia navigado
Inercia teknologio trovis ampleksajn aplikojn en diversaj domajnoj, inkluzive de aerspaco, aviado, mara, petrolo-esplorado, geodezio, oceanografiaj enketoj, geologia borado, robotiko kaj fervojaj sistemoj. Kun la apero de progresintaj inerciaj sensiloj, inercia teknologio etendis sian utilecon al la aŭto -industrio kaj medicinaj elektronikaj aparatoj, inter aliaj kampoj. Ĉi tiu vastiga amplekso de aplikoj substrekas la ĉiam pli pivotan rolon de inercia navigado en provizado de altpreciza navigado kaj pozicikapabloj por amaso da aplikoj.
La kerna ero de inercia gvido:Fibra optika giroskopo
Enkonduko al fibraj optikaj giroskopoj
Inerciaj navigaj sistemoj peze dependas de la precizeco kaj precizeco de iliaj kernaj komponentoj. Unu tia ero, kiu signife plibonigis la kapablojn de ĉi tiuj sistemoj, estas la fibra optika giroskopo (FOG). Nebulo estas kritika sensilo, kiu ludas pivotan rolon en mezurado de la angula rapido de la portanto kun rimarkinda precizeco.
Fibra optika giroskopa operacio
Nebuloj funkcias laŭ la principo de SAGNAC -efiko, kiu implikas dividi laseron -trabon en du apartajn vojojn, permesante al ĝi vojaĝi en kontraŭaj direktoj laŭ bobena fibra optika buklo. Kiam la portanto, enigita kun la nebulo, rotacias, la diferenco en vojaĝtempo inter la du traboj estas proporcia al la angula rapido de la rotacio de la portanto. Ĉi tiu tempoperiodo, konata kiel la SAGNAC -fazo -movo, tiam estas precize mezurita, ebligante al la nebulo provizi precizajn datumojn pri la rotacio de la portanto.
La principo de fibra optika giroskopo implikas elsendi trabon de lumo de fotodetektilo. Ĉi tiu malpeza trabo trapasas akcelilon, enirante de unu fino kaj elirante de alia. Ĝi tiam vojaĝas tra optika buklo. Du traboj de lumo, venantaj de diversaj direktoj, eniru la buklon kaj kompletigu koheran superpozicion post ĉirkaŭiro. La revenanta lumo reeniras lum-elsendan diodon (LED), kiu estas uzata por detekti ĝian intensecon. Dum la principo de fibra optika giroskopo povas ŝajni rekta, la plej signifa defio kuŝas en forigo de faktoroj, kiuj efikas sur la optika vojo -longo de la du lumaj traboj. Ĉi tio estas unu el la plej kritikaj aferoj alfrontitaj en la disvolviĝo de fibraj optikaj giroskopoj.
1 ： Superluminescent -diodo 2 ： fotodetektila diodo
3. Luma fonta akcelilo 4.Fibra Ringa Kupolilo 5. Optika fibra ringo
Avantaĝoj de fibraj optikaj giroskopoj
Nebuloj ofertas plurajn avantaĝojn, kiuj igas ilin senvaloraj en inerciaj navigadaj sistemoj. Ili estas famaj pro sia escepta precizeco, fidindeco kaj fortikeco. Male al mekanikaj girosoj, nebuloj ne havas movajn partojn, reduktante la riskon de eluziĝo. Aldone, ili estas imunaj kontraŭ ŝoko kaj vibro, igante ilin idealaj por postulataj medioj kiel aerspaco kaj defendaj aplikoj.
Integriĝo de fibraj optikaj giroskopoj en inercia navigado
Inerciaj navigadaj sistemoj pli kaj pli korpigas nebulojn pro sia alta precizeco kaj fidindeco. Ĉi tiuj giroskopoj provizas la kernajn angulajn rapidajn mezuradojn postulatajn por la preciza determino de orientiĝo kaj pozicio. Kunmetante nebulojn en la ekzistantajn inerciajn navigadajn sistemojn, telefonistoj povas profiti de plibonigita navigada precizeco, precipe en situacioj, kie necesas ekstrema precizeco.
Aplikoj de fibraj optikaj giroskopoj en inercia navigado
La inkludo de nebuloj pligrandigis la aplikojn de inerciaj navigadaj sistemoj tra diversaj domajnoj. En aerspaco kaj aviado, nebulaj ekipitaj sistemoj ofertas precizajn navigajn solvojn por aviadiloj, dronoj kaj kosmoŝipoj. Ili ankaŭ estas vaste uzataj en mara navigado, geologiaj enketoj kaj progresinta robotiko, ebligante ĉi tiujn sistemojn funkcii kun plibonigita agado kaj fidindeco.
Malsamaj strukturaj variantoj de fibraj optikaj giroskopoj
Fibraj optikaj giroskopoj venas en diversaj strukturaj agordoj, kun la superreganta nuntempe eniranta la regnon de inĝenierado estas lafermita bukla polarizo-maŭza fibra optika giroskopo. La kerno de ĉi tiu giroskopo estas laPolarizado-Maintaining Fiber Loop, enhavanta polariz-maŭzajn fibrojn kaj precize desegnitan kadron. La konstruado de ĉi tiu buklo implikas kvaroblan simetrian bobenan metodon, kompletigitan per unika sigelanta ĝelo por formi solid-statan fibran buklan bobenon.
Ŝlosilaj ecoj dePolarizado-Maintaining Fiber Optic Gyro bobeno
▶ Unika kadra desegno:La giroskopaj bukloj prezentas distingan kadran dezajnon, kiu gastigas diversajn specojn de polariz-maŭzaj fibroj kun facileco.
▶ Kvarfolda simetria bobena tekniko:La kvarobla simetria bobena tekniko minimumigas la Shupe -efikon, certigante precizajn kaj fidindajn mezuradojn.
▶ Altnivela sigela ĝelmaterialo:La dungado de altnivelaj sigelaj ĝelaj materialoj, kombinita kun unika resaniga tekniko, plibonigas la reziston al vibroj, igante ĉi tiujn giroskopajn buklojn idealaj por aplikoj en postulataj medioj.
▶ Stabileco de Alta Temperaturo -Koherenco:La giroskopaj bukloj montras altan temperatur -koherencan stabilecon, certigante precizecon eĉ en diversaj termikaj kondiĉoj.
▶ Simpligita malpeza kadro:La giroskopaj bukloj estas kreitaj kun rekta tamen malpeza kadro, garantiante altan pretigan precizecon.
▶ Konstanta bobena procezo:La bobena procezo restas stabila, adaptante al la postuloj de diversaj precizaj fibraj optikaj giroskopoj.
Referenco
Groves, PD (2008). Enkonduko al inercia navigado.The Journal of Navigation, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Inerciaj Sensiloj -Teknologioj por Navigaj Aplikoj: stato de la arto.Satelita navigado, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). Enkonduko al inercia navigado.Universitato de Kembriĝo, Komputila Laboratorio, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Pozicia referenco kaj konsekvenca monda modeligado por moveblaj robotoj.En Proceedings of the IEEE Internacia Konferenco pri Robotiko kaj Aŭtomatigo de 1985(Vol. 2, pp 138-145). IEEE.
Ĉu vi bezonas senpagan konsuladon?
Iuj el miaj projektoj
Timindaj verkoj, al kiuj mi kontribuis. Fiere!
