რა არის ინერტული ნავიგაცია?
ინერციული ნავიგაციის საფუძვლები
ინერციული ნავიგაციის ფუნდამენტური პრინციპები ემსგავსება ნავიგაციის სხვა მეთოდებს. იგი ეყრდნობა ძირითადი ინფორმაციის მოპოვებას, მათ შორის საწყის პოზიციას, საწყის ორიენტაციას, ყოველ მომენტში მოძრაობის მიმართულებას და ორიენტაციას და ამ მონაცემების თანდათანობით ინტეგრირებას (მათემატიკური ინტეგრაციის ოპერაციების ანალოგი), რათა ზუსტად განსაზღვროს სანავიგაციო პარამეტრები, როგორიცაა ორიენტაცია და პოზიცია.
სენსორების როლი ინერციულ ნავიგაციაში
მიმდინარე ორიენტაციის (დამოკიდებულების) და მოძრავი ობიექტის ინფორმაციის მისაღებად, ინერციული სანავიგაციო სისტემები იყენებენ კრიტიკულ სენსორების ერთობლიობას, რომელიც, პირველ რიგში, ამაჩქარომეტებისა და გიროსკოპებისგან შედგება. ეს სენსორები ზომავს კუთხის სიჩქარეს და გადამზიდავის აჩქარებას ინერციულ საცნობარო ჩარჩოში. მონაცემები შემდეგ ინტეგრირებულია და დამუშავებულია დროთა განმავლობაში, რათა მოხდეს სიჩქარის და ფარდობითი პოზიციის შესახებ ინფორმაციის მისაღებად. შემდგომში, ეს ინფორმაცია გარდაიქმნება სანავიგაციო კოორდინატთა სისტემაში, საწყისი პოზიციის მონაცემებთან ერთად, რაც კულმინაციას უწევს გადამზიდავის მიმდინარე ადგილმდებარეობის განსაზღვრაში.
ინერციული სანავიგაციო სისტემების ოპერაციის პრინციპები
ინერციული სანავიგაციო სისტემები მოქმედებს როგორც თვითნაკეთი, შიდა დახურული მარყუჟის სანავიგაციო სისტემები. ისინი არ ეყრდნობიან რეალურ დროში გარე მონაცემების განახლებებს, რომ შეცვალონ შეცდომები გადამზიდავის მოძრაობის დროს. როგორც ასეთი, ერთი ინერციული სანავიგაციო სისტემა შესაფერისია მოკლე დრატაციის სანავიგაციო დავალებებისთვის. გრძელვადიანი ოპერაციებისთვის, იგი უნდა იყოს შერწყმული სანავიგაციო სხვა მეთოდებთან, მაგალითად, სატელიტზე დაფუძნებული სანავიგაციო სისტემებით, დაგროვილი შიდა შეცდომების პერიოდულად გამოსწორების მიზნით.
ინერციული ნავიგაციის დამალვა
სანავიგაციო თანამედროვე ტექნოლოგიებში, მათ შორის ციური ნავიგაცია, სატელიტური ნავიგაცია და რადიო ნავიგაცია, ინერციული ნავიგაცია გამოირჩევა, როგორც ავტონომიური. იგი არც ასხივებს სიგნალებს გარე გარემოში და არც დამოკიდებულია ციურ ობიექტებზე ან გარე სიგნალებზე. შესაბამისად, ინერციული სანავიგაციო სისტემები გთავაზობთ უმაღლესი დონის დამალვას, რაც მათ იდეალურ გახდის პროგრამებისთვის, რომლებიც მოითხოვს მაქსიმალურ კონფიდენციალურობას.
ინერციული ნავიგაციის ოფიციალური განმარტება
ინერციული სანავიგაციო სისტემა (INS) არის სანავიგაციო პარამეტრის შეფასების სისტემა, რომელიც იყენებს გიროსკოპებსა და ამაჩქარომეტებს, როგორც სენსორებს. სისტემა, გიროსკოპების გამომუშავების საფუძველზე, ადგენს სანავიგაციო კოორდინატთა სისტემას, ხოლო ამაჩქარებლის გამომუშავების გამოყენებას, რათა გამოთვალოს გადამზიდავი სიჩქარე და პოზიცია ნავიგაციის კოორდინატთა სისტემაში.
ინერციული ნავიგაციის განაცხადები
ინერციულმა ტექნოლოგიამ აღმოაჩინა ფართო მასშტაბის პროგრამები მრავალფეროვან დომენებში, მათ შორის კოსმოსური სივრცეში, საავიაციო, საზღვაო, ნავთობის შესწავლა, გეოდეზია, ოკეანოგრაფიული კვლევები, გეოლოგიური ბურღვა, რობოტები და სარკინიგზო სისტემები. მოწინავე ინერციული სენსორების მოსვლასთან ერთად, ინერტული ტექნოლოგიამ სხვა სფეროებში გააფართოვა საავტომობილო ინდუსტრია და სამედიცინო ელექტრონული მოწყობილობები. პროგრამების ეს გაფართოება ხაზს უსვამს ინერციული ნავიგაციის უფრო მნიშვნელოვან როლს მაღალი სიზუსტით ნავიგაციისა და პოზიციონირების შესაძლებლობების უზრუნველსაყოფად, მრავალრიცხოვანი აპლიკაციისთვის.
ინერციული ხელმძღვანელობის ძირითადი კომპონენტი:ბოჭკოვანი გიროსკოპი
შესავალი ბოჭკოვანი გიროსკოპები
ინერციული სანავიგაციო სისტემები ძლიერ ეყრდნობიან მათი ძირითადი კომპონენტების სიზუსტე და სიზუსტე. ერთ -ერთი ასეთი კომპონენტი, რომელიც მნიშვნელოვნად აძლიერებს ამ სისტემების შესაძლებლობებს, არის ბოჭკოვანი გიროსკოპი (ნისლი). ნისლი არის კრიტიკული სენსორი, რომელიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს გადამზიდავი კუთხის სიჩქარის გაზომვაში შესანიშნავი სიზუსტით.
ბოჭკოვანი გიროსკოპის ოპერაცია
ნისლები მოქმედებს საგნაკის ეფექტის პრინციპით, რაც გულისხმობს ლაზერული სხივის ორ ცალკეულ ბილიკზე გაყოფას, რაც საშუალებას აძლევს მას საპირისპირო მიმართულებით იმოგზაუროს ბოჭკოვანი ბოჭკოვანი მარყუჟის გასწვრივ. როდესაც გადამზიდავი, რომელიც ნისლით არის ჩასმული, ბრუნავს, ორ სხივს შორის მოგზაურობის დროს განსხვავება პროპორციულია გადამზიდავის ბრუნვის კუთხის სიჩქარეზე. ამჯერად შეფერხება, რომელიც ცნობილია როგორც საგნაკის ფაზის ცვლა, შემდეგ ზუსტად იზომება, რაც საშუალებას აძლევს ნისლს მიაწოდოს ზუსტი მონაცემები გადამზიდავის ბრუნვასთან დაკავშირებით.
ბოჭკოვანი გიროსკოპის პრინციპი გულისხმობს ფოტოდეტექტორისგან სინათლის სხივის გამოსხივებას. ეს მსუბუქი სხივი გადის კუპერის მეშვეობით, ერთი ბოლოდან შედის და სხვაგან გადის. შემდეგ ის მოგზაურობს ოპტიკური მარყუჟით. სინათლის ორი სხივი, რომელიც მოდის სხვადასხვა მიმართულებით, შედის მარყუჟში და დაასრულეთ თანმიმდევრული სუპერპოზიცია გარშემო გარშემო. დაბრუნების შუქი ხელახლა შედის მსუბუქი გამოსხივების დიოდში (LED), რომელიც გამოიყენება მისი ინტენსივობის გამოსავლენად. მიუხედავად იმისა, რომ ბოჭკოვანი გიროსკოპის პრინციპი შეიძლება მარტივად ჩანდეს, ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოწვევა მდგომარეობს ფაქტორების აღმოფხვრაში, რომლებიც გავლენას ახდენენ ორი მსუბუქი სხივების ოპტიკური ბილიკის სიგრძეზე. ეს არის ერთ -ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი საკითხი, რომლის წინაშეც დგას ბოჭკოვანი გიროსკოპების განვითარებაში.
1 ： superluminescent diode 2 ： ფოტოდეტექტორის დიოდი
3. სინათლის წყაროს კუპერი 4.ბოჭკოვანი ბეჭედი წყვილი 5. ოპტიკური ბოჭკოვანი ბეჭედი
ბოჭკოვანი გიროსკოპების უპირატესობები
ნისლები გვთავაზობენ რამდენიმე უპირატესობას, რაც მათ ფასდაუდებლად გახდის ინერციული სანავიგაციო სისტემებში. ისინი ცნობილია მათი განსაკუთრებული სიზუსტით, საიმედოობით და გამძლეობით. მექანიკური გიროსგან განსხვავებით, ნისლებს არ აქვთ მოძრავი ნაწილები, ამცირებენ აცვიათ და ცრემლის რისკს. გარდა ამისა, ისინი მდგრადია შოკის და ვიბრაციის მიმართ, რაც მათ იდეალურს გახდის ისეთი გარემოსთვის, როგორიცაა კოსმოსური და თავდაცვის პროგრამები.
ბოჭკოვანი გიროსკოპების ინტეგრაცია ინერციულ ნავიგაციაში
ინერციული სანავიგაციო სისტემები სულ უფრო და უფრო მეტ სიზუსტეს და საიმედოობის გამო ნისლებს აერთიანებს. ეს გიროსკოპები იძლევა გადამწყვეტი კუთხის სიჩქარის გაზომვებს, რომლებიც საჭიროა ორიენტაციისა და პოზიციის ზუსტი განსაზღვრისთვის. ნისლის არსებული ინერციული სანავიგაციო სისტემებში ინტეგრირებით, ოპერატორებს შეუძლიათ ისარგებლონ ნავიგაციის გაუმჯობესებული სიზუსტით, განსაკუთრებით ისეთ სიტუაციებში, როდესაც აუცილებელია უკიდურესი სიზუსტე.
ბოჭკოვანი გიროსკოპების პროგრამები ინერციულ ნავიგაციაში
ნისლების ჩართვამ გააფართოვა ინერციული სანავიგაციო სისტემების პროგრამები სხვადასხვა დომენში. კოსმოსურ სივრცეში და საავიაციო, ნისლის აღჭურვილი სისტემები გთავაზობთ ზუსტი სანავიგაციო გადაწყვეტილებებს თვითმფრინავების, თვითმფრინავების და კოსმოსური ხომალდისათვის. ისინი ასევე ფართოდ გამოიყენება საზღვაო ნავიგაციაში, გეოლოგიურ გამოკითხვებში და მოწინავე რობოტებში, რაც ამ სისტემებს საშუალებას აძლევს იმოქმედონ გაძლიერებული შესრულებითა და საიმედოობით.
ბოჭკოვანი გიროსკოპების სხვადასხვა სტრუქტურული ვარიანტი
ბოჭკოვანი ბოჭკოვანი გიროსკოპები სხვადასხვა სტრუქტურულ კონფიგურაციაში შედის, რომელთაგან გაბატონებული ინჟინერიის სფეროში შედისდახურული მარყუჟის პოლარიზაცია-შენარჩუნების ბოჭკოვანი გიროსკოპი. ამ გიროსკოპის ბირთვში არისპოლარიზაცია-შეინარჩუნა ბოჭკოვანი მარყუჟი, პოლარიზაციის შეინარჩუნა ბოჭკოები და ზუსტად შემუშავებული ჩარჩო. ამ მარყუჟის მშენებლობა მოიცავს ოთხჯერადი სიმეტრიული გრაგნილის მეთოდს, რომელსაც ავსებს უნიკალური დალუქვის გელი, რომ შექმნას მყარი მდგომარეობის ბოჭკოვანი მარყუჟი.
ძირითადი მახასიათებლებიპოლარიზაცია-შეინარჩუნა ბოჭკოვანი გ.yro coil
▶ უნიკალური ჩარჩო დიზაინი:გიროსკოპის მარყუჟებში განთავსებულია გამორჩეული ჩარჩო დიზაინი, რომელიც მოიცავს სხვადასხვა ტიპის პოლარიზაციის-შეინარჩუნებს ბოჭკოებს მარტივად.
▶ ოთხფეხა სიმეტრიული გრაგნილი ტექნიკა:ოთხფეხა სიმეტრიული გრაგნილი ტექნიკა ამცირებს shupe ეფექტს, რაც უზრუნველყოფს ზუსტი და საიმედო გაზომვებს.
▶ მოწინავე დალუქვის გელის მასალა:მოწინავე დალუქვის გელის მასალების დასაქმება, რომელიც შერწყმულია უნიკალური სამკურნალო ტექნიკით, აძლიერებს ვიბრაციებისადმი წინააღმდეგობას, რაც ამ გიროსკოპის მარყუჟებს იდეალურად აქცევს მოთხოვნილ გარემოში პროგრამებისთვის.
▶ მაღალი ტემპერატურის თანმიმდევრულობის სტაბილურობა:გიროსკოპის მარყუჟები აჩვენებენ მაღალი ტემპერატურის თანმიმდევრულობის სტაბილურობას, რაც უზრუნველყოფს სიზუსტეს თუნდაც სხვადასხვა თერმული პირობებში.
▶ გამარტივებული მსუბუქი წონის ჩარჩო:გიროსკოპის მარყუჟები ინჟინერირებულია პირდაპირი, მაგრამ მსუბუქი წონის ჩარჩოებით, რაც უზრუნველყოფს მაღალი დამუშავების სიზუსტით.
▶ თანმიმდევრული გრაგნილი პროცესი:ლიკვიდაციის პროცესი სტაბილური რჩება, ადაპტირდება სხვადასხვა ზუსტი ბოჭკოვანი გიროსკოპების მოთხოვნებზე.
მითითება
Groves, PD (2008). ინერტული ნავიგაციის შესავალი.ნავიგაციის ჟურნალი, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). ინერციული სენსორების ტექნოლოგიები სანავიგაციო გამოყენებისთვის: ხელოვნების მდგომარეობა.სატელიტური ნავიგაცია, 1(1), 1-15.
ვუდმანი, OJ (2007). ინერტული ნავიგაციის შესავალი.კემბრიჯის უნივერსიტეტი, კომპიუტერული ლაბორატორია, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, JP (1985). პოზიციის მითითება და მუდმივი მსოფლიო მოდელირება მობილური რობოტებისთვის.1985 წლის IEEE საერთაშორისო კონფერენციის რობოტიკისა და ავტომატიზაციის შესახებ(ტომი 2, გვ. 138-145). IEEE.
გჭირდებათ უფასო საკონსულაცია?
ჩემი რამდენიმე პროექტი
გასაოცარია ნამუშევრები, რომელთა წვლილიც მე მივიღე. ამაყად!
