Инерикалық навигация дегеніміз не?
Инерциялық навигация негіздері
Инерциялық навигацияның негізгі қағидаттары басқа навигациялық әдістерге сәйкес келеді. Ол негізгі ақпарат, оның ішінде бастапқы позиция, бастапқы бағытта, әр сәтте қозғалыс бағыты мен бағыты және осы деректерді (математикалық интеграция операцияларына) біртіндеп біртіндеп, бағдарлау және позиция сияқты дерлік интеграциялауға сүйенеді.
Инерциялық навигациядағы сенсорлардың рөлі
Жылжымалы нысанның ағымдағы бағыты (көзқарасы) және позиция ақпаратын алу үшін, инерциялық навигациялық жүйелер, ең алдымен, акселерометрлер мен гироскоптардан тұратын сыни датчиктер жиынтығын пайдаланады. Бұл сенсорлар бүйірлік жылдамдық пен тасымалдаушының инерциялық анықтамадағы үдеуін өлшейді. Содан кейін деректер жылдамдық пен жағдай туралы ақпарат алу үшін уақыт өте келе біріктірілген және өңделеді. Кейіннен, кейін бұл ақпарат жылжу координат жүйесіне, бастапқы позиция деректерімен бірге, тасымалдаушының ағымдағы орналасқан жерін анықтауда аяқталады.
Инерциялық навигациялық жүйелердің жұмыс принциптері
Инерциялық навигациялық жүйелер өздігінен, ішкі жабық навигациялық жүйелер ретінде жұмыс істейді. Олар тасымалдаушының қозғалысы кезінде қателерді түзету үшін нақты уақыттағы сыртқы жаңартуларға сенбейді. Осылайша, бірыңғай инерциялық навигациялық жүйе қысқа мерзімді навигациялық тапсырмаларға сәйкес келеді. Ұзақ уақыт бойы жұмыс істеу үшін, оны жерсеріктікке негізделген навигациялық жүйелермен, мысалы, жинақталған ішкі қателерді кезең-кезеңімен түзету үшін басқа навигациялық әдістермен біріктіру қажет.
Инерциялық навигацияның жасырын
Қазіргі навигациялық технологиялар, соның ішінде аспан навигациясы, спутниктік навигация және радио шарлау, инерциялық навигация автономды болып табылады. Ол сыртқы ортаға сигнал шығарылмайды, немесе аспан заттарына немесе сыртқы сигналдарға да байланысты. Демек, инерциялық навигациялық жүйелер жасырындықтың ең жоғары деңгейін ұсынады, оларды құпиялылықты талап ететін өтініштер үшін өте ыңғайлы етеді.
Инерциялық навигацияның ресми анықтамасы
Инерциялық навигациялық жүйе (Ins) - даторлар сияқты гироскоптар мен акселерометрлерді жұмыс істейтін навигациялық параметрлерді бағалау жүйесі. Гироскоптардың шығуына негізделген жүйеде жылжу координат жүйесіндегі тасымалдаушының жылдамдығы мен позициясын есептеу үшін акселерометрлерді пайдалану кезінде навигациялық координат жүйесін белгілейді.
Инерциялық навигацияның өтінімдері
Инерциялық технология әр түрлі домендерде, соның ішінде аэрогация, авиация, мұнай барлау, геодезия, геодезия, геодезия, геодекографиялық зерттеулер, геологиялық бұрғылау, робототехника және теміржол жүйелері бойынша кең қосымшалар тапты. Жетілдірілген инерциялық сенсорлардың пайда болуымен инерциялық технологиялар басқа кен орындарының арасында автомобиль өнеркәсібіне және медициналық электронды құрылғыларға қосылды. Қолданбалардың кеңеюі кеңейтілген пайдалану аясы инерциялық навигацияның жоғары дәлдіктегі навигациялық және позициялау мүмкіндіктерін көп қолдануға мүмкіндік береді.
Инерциялық нұсқаулықтың негізгі компоненті:Талшықты-оптикалық гироскоп
Талшықты-оптикалық гироскоптарға кіріспе
Инерциялық навигациялық жүйелер өздерінің негізгі компоненттерінің дәлдігі мен дәлдігіне байланысты. Бұл жүйелердің мүмкіндіктерін едәуір жақсартатын осындай компонент - талшықты-оптикалық гироскоп (тұман). Тұман - бұл тасымалдаушының бұрыштық жылдамдығын керемет дәлдікпен өлшеуде шешуші рөл атқаратын критикалық сенсор.
Талшықты-оптикалық гироскоптың жұмысы
Тұмандар SAGNAC эффектісі қағидаты бойынша жұмыс істейді, бұл лазер сәулесін екі бөлек жолға бөлуді қамтиды, бұл екі бөлек жолға бөлінеді, бұл оған қарсы талшықты-оптикалық цикл бойынша қарама-қарсы бағытта жүруге мүмкіндік береді. Тұманмен салынған тасымалдаушы екі сәуленің арасындағы сапар уақытының айырмашылығы тасымалдаушының айналуының бұрыштық жылдамдығына пропорционалды болған кезде. Бұл уақыт кешіктіріп, SAGNAC фазалық ауысуы деп аталатын кідіріс дәл өлшенеді, тұманды тасымалдаушының айналуы туралы нақты мәліметтер беруге мүмкіндік береді.
Талшықты-оптикалық гироскоптың принципі фотодетектордан жарық сәулесін шығаруды қамтиды. Бұл жарық сәулесі муфтадан өтеді, бір ұшынан кіріп, басқасынан шығады. Содан кейін ол оптикалық цикл арқылы саяхаттайды. Әр түрлі бағыттардан келетін екі сәуле, циклды енгізіп, айналасында шеңберлі суперпозицияны аяқтаңыз. Қайтарған жарық оның қарқындылығын анықтау үшін қолданылатын жарық шығаратын диодты (жарық диоды) қайта енгізеді. Талшықты-оптикалық гироскоп қағидасы қарапайым болып көрінуі мүмкін, ал айтарлықтай қиындық туындауы мүмкін, ең маңызды шақыру екі жарықтың оптикалық жолының ұзындығына әсер ететін факторларды жоюда жатыр. Бұл талшықты-оптикалық гироскоптарды игеруге тап болған маңызды мәселелердің бірі.
1: суперлюминесцентті диод 2: Фотодетектор диоды
3. Желілік сигнал 4.Талшықты сақиналы 5.Оқулы талшықты сақина
Талшықты-оптикалық гироскоптардың артықшылықтары
Тұмандар оларды инерциялық навигациялық жүйелерде құнды етуге мүмкіндік беретін бірнеше артықшылықтарды ұсынады. Олар өздерінің ерекше дәлдіктері, сенімділігі және беріктігі үшін танымал. Механикалық гиростардан айырмашылығы, тұмандардың қозғалмалы бөліктері жоқ, тозу мен жыртылу қаупін азайтады. Бұған қоса, олар соққы мен дірілге төзімді, оларды аэроғарыш және қорғаныс сияқты орталар үшін өте ыңғайлы етеді.
Инерциялық навигацияда талшықты-оптикалық гироскоптардың интеграциясы
Инерциялық навигация жүйелері жоғары дәлдік пен сенімділігіне байланысты тұмандарды үнемі біріктіреді. Бұл гироскоптар бағдар мен позицияны дәл анықтау үшін қажетті маңызды бұрыштық жылдамдықты қамтамасыз етеді. Тұмандарды қолданыстағы инерциялық навигациялық жүйелерге біріктіру арқылы операторлар навигациялық дәлдіктен, әсіресе, төтенше жағдай қажет болған жағдайда жақсаруы мүмкін.
Инерциялық навигациядағы талшықты-оптикалық гироскоптардың қосымшалары
Тұмандарды қосу әр түрлі домендер бойынша инерциялық навигациялық жүйелердің қосымшаларын кеңейтті. Аэроғарыш пен авиацияда тұман жабдықталған жүйелер әуе кемесіне, дрондар мен ғарыш кемесіне арналған нақты навигациялық шешімдерді ұсынады. Олар сонымен қатар теңіз навигациясы, геологиялық зерттеулерде және озық робототехникада қолданылады, бұл жүйелерді жетілдірілген өнімділік пен сенімділікпен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Талшықты-оптикалық гироскоптардың әртүрлі құрылымдық нұсқалары
Талшықты-оптикалық гироскоптар әртүрлі құрылымдық конфигурацияларда келеді, ал қазіргі уақытта инженерлік салаға кірген басымЖабық-циклді поляризация-талшықты-оптикалық гироскоп. Бұл гироскоптың өзегіндеПоляризация-техникалық қызмет көрсету, поляризация-техникалық қызмет көрсету талшықтарын және дәл жобалануды қамтиды. Бұл циклдің құрылысы тұрақты талшықты топырақты қалыптастыру үшін бірегей герметикалық гельмен толықтырылған төрт есе симметриялық орам әдісін қамтиды.
Негізгі ерекшеліктеріПоляризация-техникалық қызмет көрсету талшықты-оптикалық гyrow yrow
▶ Бірегей негіздер дизайны:Гироскопты ілмектер әр түрлі поляризация-техникалық қызмет көрсету талшықтарын жайландыратын ерекше негіз дизайнын ұсынады.
▶ төрт симметриялық ораманың төрт әдісі:Төрт есік симметриялық орамалық техника SHUPE әсерін азайтады, дәл және сенімді өлшеулерді қамтамасыз етеді.
▶ Жетілдірілген гель материалдары:Жетілдірілген гель материалдарының жұмыспен қамтылуы, бірегей емделу әдісімен үйлеседі, тербелістерге төзімділікті арттырады, бұл гироскопты циклдерден бастап осы ортада қолдануға өте ыңғайлы.
▶ температураның жоғары тұрақтылығы:Гироскопты ілмектерде температураның үйлесімділігі жоғары, сонымен қатар жылу жағдайында да дәлдікті қамтамасыз етеді.
▶ жеңілдетілген жеңіл негіз:Гироскопты ілмектер, бірақ таза, бірақ жеңіл шеңбермен жобаланған, жоғары өңдеу дәлдігін қамтамасыз етеді.
▶ Кең орау процесі:Орфинг процесі тұрақты болып, түрлі дәлдік талшықты-оптикалық гироскоптардың талаптарына бейімделеді.
Сілтеме
Тоғалар, PD (2008). Инерциялық навигацияға кіріспе.Навигация журналы, 61(1), 13-28.
Эль-шебір, Н., Н., Хоу, Х., Х., Х., Х., X. (2019). Шарлауға арналған инерциялық сенсорлар технологиялары: Өнер жағдайы.Спутниктік навигация, 1(1), 1-15.
Вудман, OJ (2007). Инерциялық навигацияға кіріспе.Кембридж университеті, компьютерлік зертхана, UCAM-CL-TR-696.
Чатила, Р. және Лаунонд, ЖП (1985). Мобильді роботтарға сілтеме және дәйекті әлемдік модельдеу.1985 жылғы IEEE сериясында робототехника және автоматика бойынша IEEE халықаралық конференциясы(2, 138-145 бет). IEEE.
Тегін консультура қажет пе?
Менің кейбір жобаларым
Мен өзіме өз үлесімді қосқан керемет жұмыстар. Мақтанышпен!
