Какво е инерционна навигация?
Основи на инерционната навигация
Основните принципи на инерционната навигация са близки до тези на други навигационни методи. Той разчита на придобиването на ключова информация, включително първоначалната позиция, първоначалната ориентация, посоката и ориентацията на движението във всеки момент и прогресивно интегрирането на тези данни (аналогични на операциите по математическа интеграция), за да се определят точно параметрите на навигацията, като ориентация и позиция.
Ролята на сензорите в инерционната навигация
За да получат текущата ориентация (отношението) и позицията на позицията на движещ се обект, инерционните навигационни системи използват набор от критични сензори, състоящи се предимно от акселерометри и жироскопи. Тези сензори измерват ъгловата скорост и ускоряването на носача в инерционна референтна рамка. След това данните се интегрират и обработват с течение на времето, за да се получат информация за скоростта и относителната позиция. Впоследствие тази информация се трансформира в координатната система за навигация, във връзка с първоначалните данни за позицията, кулминация на определянето на текущото местоположение на превозвача.
Принципи на работа на инерционните навигационни системи
Инерционните навигационни системи работят като самостоятелни, вътрешни навигационни системи със затворен контур. Те не разчитат на външни актуализации на данните в реално време, за да коригират грешките по време на движението на превозвача. Като такава, единична инерционна навигационна система е подходяща за краткотрайни навигационни задачи. За дълготрайни операции той трябва да се комбинира с други навигационни методи, като например сателитни навигационни системи, за да се коригират периодично натрупаните вътрешни грешки.
Прикриването на инерционната навигация
В съвременните навигационни технологии, включително небесна навигация, сателитна навигация и радио навигация, инерционната навигация се откроява като автономна. Той нито излъчва сигнали към външната среда, нито зависи от небесните обекти или външни сигнали. Следователно инерционните навигационни системи предлагат най -високото ниво на прикриване, което ги прави идеални за приложения, изискващи максимална конфиденциалност.
Официално определение за инерционна навигация
Инерционната навигационна система (INS) е система за оценка на параметрите на навигацията, която използва жироскопи и акселерометри като сензори. Системата, базирана на изхода на жироскопите, създава координатна система за навигация, като същевременно използва изхода на акселерометри за изчисляване на скоростта и позицията на носача в координатната система за навигация.
Приложения на инерционната навигация
Инерционната технология е открила широкообхватни приложения в различни домейни, включително аерокосмическо, авиация, морски, петролни проучвания, геодезия, океанографски проучвания, геоложки сондажи, роботика и железопътни системи. С появата на усъвършенствани инерционни сензори инерционната технология разшири своята полезност до автомобилната индустрия и медицинските електронни устройства, наред с други области. Този разширяващ се обхват на приложенията подчертава все по-основната роля на инерционната навигация при осигуряване на възможности за навигация и позициониране с висока точност за множество приложения.
Основният компонент на инерционните насоки:Оптически оптичен жироскоп
Въведение в оптичните оптични жироскопи
Инерционните навигационни системи силно разчитат на точността и прецизността на техните основни компоненти. Един такъв компонент, който значително подобри възможностите на тези системи, е оптичният оптичен жироскоп (FOG). FOG е критичен сензор, който играе основна роля за измерване на ъгловата скорост на носача със забележителна точност.
Оптична операция на оптични жироскопи
Жабите работят на принципа на ефекта на SAGNAC, който включва разделяне на лазерен лъч на два отделни пътеки, което му позволява да пътува в противоположни посоки по оптична контура с навити влакна. Когато носачът, вграден с мъглата, се върти, разликата във времето на пътуване между двата лъча е пропорционална на ъгловата скорост на въртенето на носача. Това време закъснение, известно като фазово изместване на Sagnac, след това се измерва точно, което позволява на мъглата да предостави точни данни относно въртенето на носителя.
Принципът на оптичния оптичен жироскоп включва излъчване на светлина от светлината от фотодетектор. Този лек лъч преминава през съединител, влизайки от единия край и излиза от друг. След това пътува през оптичен контур. Два лъча светлина, идващи от различни посоки, влизат в цикъла и завършете кохерентна суперпозиция след обикаляне наоколо. Връщащата се светлина отново влиза в светлинен диод (LED), който се използва за откриване на неговата интензивност. Докато принципът на оптичния оптичен жироскоп може да изглежда лесен, най -значимото предизвикателство се крие в елиминирането на фактори, които влияят на оптичната дължина на пътя на двата светлинни греда. Това е един от най -критичните проблеми, с които се сблъсква развитието на оптични оптични жироскопи.
1: Суперлуминесцентен диод 2: Диод PhotoDetector
3. Светлина Съединител 4.Различител на влакната 5.оптичен пръстен за влакна
Предимства на оптичните оптични жироскопи
Мъгците предлагат няколко предимства, които ги правят безценни в инерционните навигационни системи. Те са известни с изключителната си точност, надеждност и издръжливост. За разлика от механичните жирони, мъглата няма движещи се части, намалявайки риска от износване. Освен това те са устойчиви на шок и вибрации, което ги прави идеални за взискателни среди като аерокосмически и отбранителни приложения.
Интеграция на оптични жироскопи в инерционната навигация
Инерционните навигационни системи все повече включват мъгла поради високата си точност и надеждност. Тези жироскопи осигуряват решаващите измервания на ъгловата скорост, необходими за точното определяне на ориентацията и положението. Чрез интегриране на мъглата в съществуващите инерционни навигационни системи, операторите могат да се възползват от подобрена точност на навигация, особено в ситуации, при които е необходима изключителна точност.
Приложения на оптични оптични жироскопи при инерционна навигация
Включването на мъглата разшири приложенията на инерционните навигационни системи в различни домейни. В аерокосмическото и авиацията системите, оборудвани с мъгла, предлагат точни навигационни решения за самолети, дронове и космически кораби. Те също така се използват широко в морската навигация, геоложки проучвания и усъвършенствана роботика, което позволява на тези системи да работят с подобрена производителност и надеждност.
Различни структурни варианти на оптични жироскопи на влакна
Оптични оптични жироскопи се предлагат в различни структурни конфигурации, като преобладаващият в момента влиза в сферата на инженерството еПоляризация на поляризация със затворен контур оптично-оптично оптично жироскоп. В основата на този жироскоп еПоляризационно поддържане на влакна, включващи влакна, поддържащи поляризация и прецизно проектирана рамка. Изграждането на този контур включва четирикратна симетричен метод на намотка, допълнен от уникален уплътнителен гел за образуване на твърдо състояние на влакна.
Основни характеристики наОптично поддържане на поляризация на оптиката GYro намотка
▶ Уникален дизайн на рамката:Жироскопските бримки разполагат с отличителен рамков дизайн, който с лекота приспособява различни видове влакна за поддържане на поляризация.
▶ Четири пъти симетрична техника на намотка:Четирикратната симетрична техника на намотка свежда до минимум ефекта на Shupe, като гарантира прецизни и надеждни измервания.
▶ Усъвършенстван уплътнителен гел материал:Заетостта на усъвършенствани уплътняващи гел материали, комбинирани с уникална техника на втвърдяване, повишава устойчивостта на вибрациите, което прави тези жироскопски бримки идеални за приложения в взискателни среди.
▶ Стабилност на кохерентността с висока температура:Жироскопските бримки проявяват стабилност на кохерентността с висока температура, като гарантират точността дори при различни термични условия.
▶ Опростена лека рамка:Жироскопските бримки са проектирани с ясна, но лека рамка, гарантираща точност с висока обработка.
▶ Постоянен процес на намотка:Процесът на намотка остава стабилен, адаптирайки се към изискванията на различни оптични жироскопи от точни влакна.
Справка
Groves, PD (2008). Въведение в инерционната навигация.The Journal of Navigation, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Инерционни сензори Технологии за приложения за навигация: Състояние на чл.Сателитна навигация, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). Въведение в инерционната навигация.Университет в Кеймбридж, Компютърна лаборатория, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Препращане на позиция и последователно световно моделиране за мобилни роботи.В доклади от Международната конференция за роботика и автоматизация от 1985 г. IEEE от 1985 г.(Том 2, стр. 138-145). IEEE.
Нуждаете се от безплатно консулация?
Някои от моите проекти
Страхотни произведения, за които съм допринесъл. Гордо!
