Συστήματα αδρανειακής πλοήγησης και τεχνολογία γυροσκοπίου οπτικών ινών

Εγγραφείτε στα κοινωνικά μας μέσα για άμεση ανάρτηση

Στην εποχή των πρωτοποριακών τεχνολογικών βημάτων, τα συστήματα πλοήγησης εμφανίστηκαν ως θεμελιώδεις πυλώνες, οδηγώντας σε πολυάριθμες εξελίξεις, ειδικά σε τομείς κρίσιμης σημασίας για την ακρίβεια. Το ταξίδι από την στοιχειώδη ουράνια πλοήγηση σε εξελιγμένα συστήματα αδρανειακής πλοήγησης (INS) επεκτείνει τις άκαμπτες προσπάθειες της ανθρωπότητας για την εξερεύνηση και την ακρίβεια. Αυτή η ανάλυση διασχίζει βαθιά την περίπλοκη μηχανική της Ins, διερευνώντας την τεχνολογία αιχμής των οπτικών γυροσκοπίων ινών (ομίχλες) και τον κεντρικό ρόλο της πόλωσης στη διατήρηση των βρόχων ινών.

Μέρος 1: Αποκλεισμός συστημάτων αδρανειακής πλοήγησης (INS):

Τα συστήματα αδρανειακής πλοήγησης (INS) ξεχωρίζουν ως αυτόνομα βοηθήματα πλοήγησης, υπολογίζοντας με ακρίβεια τη θέση, τον προσανατολισμό και την ταχύτητα ενός οχήματος, ανεξάρτητα από τα εξωτερικά σημάδια. Αυτά τα συστήματα εναρμονίζουν τους αισθητήρες κίνησης και περιστροφής, ενσωματώνοντας άψογα με υπολογιστικά μοντέλα για αρχική ταχύτητα, θέση και προσανατολισμό.

Ένα αρχέτυπο INS περιλαμβάνει τρία βασικά στοιχεία:

· Επιταχυνσιόμετρα: Αυτά τα κρίσιμα στοιχεία καταγράφουν τη γραμμική επιτάχυνση του οχήματος, μεταφράζοντας την κίνηση σε μετρήσιμα δεδομένα.
· Γυροσκόπια: Ενσωματωμένο για τον προσδιορισμό της γωνιακής ταχύτητας, αυτά τα εξαρτήματα είναι καθοριστικά για τον προσανατολισμό του συστήματος.
· Μονάδα υπολογιστών: Το νευρικό κέντρο των INS, επεξεργασία πολύπλευρων δεδομένων για να αποδώσει αναλυτικά στοιχεία θέσης σε πραγματικό χρόνο.

Η ασυλία των εξωτερικών διαταραχών της INS καθιστά απαραίτητη από τον αμυντικό τομέα. Ωστόσο, αγωνίζεται με «drift» - μια σταδιακή αποσύνθεση ακρίβειας, που απαιτεί εξελιγμένες λύσεις όπως η σύντηξη αισθητήρων για τον μετριασμό των σφαλμάτων (Chatfield, 1997).

Αλληλεπίδραση συστατικών συστήματος αδρανειακής πλοήγησης

Μέρος 2. Λειτουργική δυναμική του γυροσκοπίου οπτικών ινών:

Τα γυροσκόπια οπτικών ινών (ομίχλες) προωθούν μια μετασχηματιστική εποχή στην περιστροφική ανίχνευση, αξιοποιώντας την παρεμβολή του φωτός. Με την ακρίβεια στον πυρήνα της, οι ομίχλες είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθεροποίηση και τη πλοήγηση των αεροδιαστημικών οχημάτων.

Οι ομίχλες λειτουργούν στο φαινόμενο SAGNAC, όπου το φως, διασχίζει τις κατευθύνσεις του μετρητή μέσα σε ένα περιστρεφόμενο πηνίο ινών, εκδηλώνει μια μετατόπιση φάσης που συσχετίζεται με τις μεταβολές του ρυθμού περιστροφής. Αυτός ο λεπτός μηχανισμός μεταφράζεται σε ακριβείς μετρήσεις γωνιακής ταχύτητας.

Τα βασικά συστατικά περιλαμβάνουν:

· Πηγή φωτός: Το σημείο έναρξης, συνήθως ένα λέιζερ, ξεκινώντας το συνεκτικό ταξίδι φωτός.
· Πηνίο ίνας: Ένας σπειροειδής οπτικός αγωγός, παρατείνει την τροχιά του φωτός, ενισχύοντας έτσι το αποτέλεσμα SAGNAC.
· Φωτοαναγωγικός: Αυτό το στοιχείο διακρίνει τα περίπλοκα πρότυπα παρεμβολής του φωτός.

Λειτουργική ακολουθία οπτικών ινών

Μέρος 3: Σημασία της πόλωσης που διατηρεί βρόχους ινών:

 

Η πόλωση διατηρώντας (PM) βρόχους ινών, πεμπτουσία για ομίχλες, εξασφαλίζει μια ομοιόμορφη κατάσταση πόλωσης φωτός, έναν βασικό καθοριστικό παράγοντα στην ακρίβεια του προτύπου παρεμβολής. Αυτές οι εξειδικευμένες ίνες, η καταπολέμηση της διασποράς του τρόπου πόλωσης, η ευαισθησία της ομίχλης και η αυθεντικότητα των δεδομένων (Kersey, 1996).

Η επιλογή των ινών PM, που υπαγορεύεται από επιχειρησιακές ανάγκες, φυσικά χαρακτηριστικά και συστηματική αρμονία, επηρεάζει τις πρωταρχικές μετρήσεις απόδοσης.

Μέρος 4: Εφαρμογές και εμπειρικά στοιχεία:

Οι ομίχλες και οι INs βρίσκουν απήχηση σε διάφορες εφαρμογές, από τις ενορχηστρώσεις μη επανδρωμένων εναέριων εισβολών έως τη διασφάλιση της κινηματογραφικής σταθερότητας μέσα στην περιβαλλοντική απρόβλεπτη. Μια απόδειξη για την αξιοπιστία τους είναι η ανάπτυξή τους στο Mars Rovers της NASA, διευκολύνοντας την εξωγήινη πλοήγηση για ασφαλή αποτυχία (Maimone, Cheng και Matthies, 2007).

Οι τροχιές της αγοράς προβλέπουν μια αυξανόμενη θέση για αυτές τις τεχνολογίες, με ερευνητικούς φορείς που αποσκοπούν στην ενίσχυση της ανθεκτικότητας του συστήματος, των πινάκων ακριβείας και των φάσματος προσαρμοστικότητας (MarketsAndMarkets, 2020).

YAW_AXIS_CORREDD.SVG
Σχετικές ειδήσεις
Γυροσκόπιο λέιζερ δακτυλίου

Γυροσκόπιο λέιζερ δακτυλίου

Σχηματικό ενός γιγοσκοπίου οπτικών ινών με βάση το φαινόμενο SAGNAC

Σχηματικό ενός γιγοσκοπίου οπτικών ινών με βάση το φαινόμενο SAGNAC

Αναφορές:

  1. Chatfield, ΑΒ, 1997.Βασικές αρχές της υψηλής ακρίβειας αδρανειακής πλοήγησης.Πρόοδος στην αστροναυτική και την αεροναυτική, Vol. 174. Reston, VA: Αμερικανικό Ινστιτούτο Αεροναυτικής και Αστροναυτικής.
  2. Kersey, Ad, et al., 1996.Πρακτικά του IEEE,84 (12), σελ. 1830-1834.
  3. Maimone, MW, Cheng, Y., και Matthies, L., 2007.IEEE ROBOTICS & AUTMANIAL MAGAZINE,14 (2), σελ. 54-62.
  4. MarketsAndMarkets, 2020 ".

 


Αρνηση:

  • Δηλώνουμε ότι ορισμένες εικόνες που εμφανίζονται στον ιστότοπό μας συλλέγονται από το Διαδίκτυο και τη Wikipedia για τους σκοπούς της προώθησης της εκπαίδευσης και της ανταλλαγής πληροφοριών. Σεβόμαστε τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας όλων των αρχικών δημιουργών. Αυτές οι εικόνες χρησιμοποιούνται χωρίς πρόθεση εμπορικού κέρδους.
  • Εάν πιστεύετε ότι οποιοδήποτε περιεχόμενο που χρησιμοποιείται παραβιάζει τα πνευματικά σας δικαιώματα, επικοινωνήστε μαζί μας. Είμαστε περισσότερο από πρόθυμοι να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα, συμπεριλαμβανομένης της κατάργησης των εικόνων ή της παροχής της κατάλληλης απόδοσης, για να διασφαλίσουμε τη συμμόρφωση με τους νόμους και τους κανονισμούς πνευματικής ιδιοκτησίας. Στόχος μας είναι να διατηρήσουμε μια πλατφόρμα που είναι πλούσια σε περιεχόμενο, δίκαιο και σεβασμό των δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας των άλλων.
  • Παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας μέσω της ακόλουθης μεθόδου επαφής ,email: sales@lumispot.cn. Δεσμευόμαστε να αναλάβουμε άμεση δράση κατά την παραλαβή οποιασδήποτε ειδοποίησης και να διασφαλίσουμε 100% συνεργασία για την επίλυση οποιωνδήποτε τέτοιων ζητημάτων.

Χρόνος δημοσίευσης: Οκτ-18-2023