Ki sa ki Navigasyon Inèsyèl?
Fondamantal Navigasyon Inèsyèl
Prensip fondamantal navigasyon inèsyèl yo sanble ak lòt metòd navigasyon yo. Li baze sou akizisyon enfòmasyon kle, tankou pozisyon inisyal la, oryantasyon inisyal la, direksyon ak oryantasyon mouvman an nan chak moman, epi entegre done sa yo pwogresivman (analòg ak operasyon entegrasyon matematik) pou detèmine avèk presizyon paramèt navigasyon yo, tankou oryantasyon ak pozisyon.
Wòl Capteur yo nan Navigasyon Inèsyèl
Pou jwenn enfòmasyon sou oryantasyon aktyèl (atitid) ak pozisyon yon objè k ap deplase, sistèm navigasyon inèsyèl yo itilize yon seri detèktè kritik, sitou akseleromèt ak jiroskop. Detèktè sa yo mezire vitès angilè ak akselerasyon transpòtè a nan yon kad referans inèsyèl. Done yo answit entegre epi trete sou tan pou jwenn enfòmasyon sou vitès ak pozisyon relatif. Apre sa, enfòmasyon sa a transfòme nan sistèm kowòdone navigasyon an, ansanm ak done pozisyon inisyal la, pou rive nan detèminasyon pozisyon aktyèl transpòtè a.
Prensip Operasyon Sistèm Navigasyon Inèsyèl yo
Sistèm navigasyon inèsyèl yo fonksyone kòm sistèm navigasyon entèn ki fèmen epi ki endepandan. Yo pa depann sou mizajou done ekstèn an tan reyèl pou korije erè pandan mouvman transpòtè a. Kidonk, yon sèl sistèm navigasyon inèsyèl apwopriye pou travay navigasyon kout dire. Pou operasyon long dire, li dwe konbine avèk lòt metòd navigasyon, tankou sistèm navigasyon ki baze sou satelit, pou korije erè entèn ki akimile yo detanzantan.
Kache Navigasyon Inèsyèl la
Nan teknoloji navigasyon modèn yo, tankou navigasyon selès, navigasyon satelit, ak navigasyon radyo, navigasyon inèsyèl la distenge tèt li kòm otonòm. Li pa ni emèt siyal nan anviwònman ekstèn lan ni li pa depann de objè selès oswa siyal ekstèn. Kidonk, sistèm navigasyon inèsyèl yo ofri pi wo nivo kapasite pou kache, sa ki fè yo ideyal pou aplikasyon ki mande konfidansyalite maksimòm.
Definisyon Ofisyèl Navigasyon Inèsyèl
Sistèm Navigasyon Inèsyèl (INS) se yon sistèm estimasyon paramèt navigasyon ki itilize jiroskop ak akseleromèt kòm detèktè. Sistèm nan, ki baze sou rezilta jiroskop yo, etabli yon sistèm kowòdone navigasyon pandan l ap itilize rezilta akseleromèt yo pou kalkile vitès ak pozisyon transpòtè a nan sistèm kowòdone navigasyon an.
Aplikasyon Navigasyon Inèsyèl
Teknoloji inèsyèl la jwenn anpil aplikasyon nan divès domèn, tankou ayewospasyal, aviyasyon, maritim, eksplorasyon petwòl, jeodezi, sondaj oseyanografik, foraj jewolojik, robotik, ak sistèm ray tren. Avèk avenman detèktè inèsyèl avanse yo, teknoloji inèsyèl la pwolonje itilite li nan endistri otomobil la ak aparèy elektwonik medikal yo, pami lòt domèn. Dimansyon aplikasyon sa yo k ap agrandi souliye wòl de pli zan pli esansyèl navigasyon inèsyèl la nan bay kapasite navigasyon ak pozisyonman ki gen gwo presizyon pou yon pakèt aplikasyon.
Konpozan prensipal gidans inèsyèl la:Jiroskop Fib Optik
Entwodiksyon nan jiroskop fib optik
Sistèm navigasyon inèsyèl yo depann anpil sou presizyon ak presizyon konpozan prensipal yo. Youn nan konpozan sa yo ki amelyore kapasite sistèm sa yo anpil se Jiroskop Fib Optik la (FOG). FOG se yon detèktè kritik ki jwe yon wòl esansyèl nan mezire vitès angilè transpòtè a avèk yon presizyon remakab.
Operasyon Jiroskop Fib Optik
FOG yo fonksyone sou prensip efè Sagnac la, ki enplike divize yon reyon lazè an de chemen separe, sa ki pèmèt li vwayaje nan direksyon opoze sou yon bouk fib optik ki vlope. Lè transpòtè a, ki entegre ak FOG la, ap vire, diferans nan tan vwayaj ant de reyon yo pwopòsyonèl ak vitès angilè wotasyon transpòtè a. Lè sa a, yo mezire reta tan sa a, ke yo rekonèt kòm chanjman faz Sagnac la, avèk presizyon, sa ki pèmèt FOG la bay done egzat konsènan wotasyon transpòtè a.
Prensip yon jiroskop fib optik enplike emisyon yon reyon limyè ki soti nan yon fotodetektè. Reyon limyè sa a pase nan yon kouplè, li antre nan yon bout epi li soti nan yon lòt. Apre sa, li vwayaje nan yon bouk optik. De reyon limyè, ki soti nan diferan direksyon, antre nan bouk la epi konplete yon sipèpozisyon koeran apre yo fin fè wonn. Limyè ki retounen an rantre nan yon dyòd ki emèt limyè (LED), ki itilize pou detekte entansite li. Pandan ke prensip yon jiroskop fib optik ka sanble senp, defi ki pi enpòtan an se elimine faktè ki afekte longè chemen optik de reyon limyè yo. Sa a se youn nan pwoblèm ki pi kritik yo rankontre nan devlopman jiroskop fib optik yo.
1: dyòd superluminesan 2: dyòd fotodetektè
3. koupleur sous limyè 4.kouple bag fib 5. bag fib optik
Avantaj jiroskop fib optik yo
FOG yo ofri plizyè avantaj ki fè yo gen anpil valè nan sistèm navigasyon inèsyèl yo. Yo renome pou presizyon eksepsyonèl yo, fyab yo, ak rezistans yo. Kontrèman ak jiroskop mekanik yo, FOG yo pa gen okenn pati k ap deplase, sa ki diminye risk pou yo mete ak chire. Anplis de sa, yo rezistan a chòk ak vibrasyon, sa ki fè yo ideyal pou anviwònman ki difisil tankou aplikasyon ayewospasyal ak defans.
Entegrasyon Jiroskop Fib Optik nan Navigasyon Inèsyèl
Sistèm navigasyon inèsyèl yo ap enkòpore FOG yo de pli zan pli akòz gwo presizyon ak fyab yo. Jiroskop sa yo bay mezi vitès angilè esansyèl ki nesesè pou detèminasyon egzak oryantasyon ak pozisyon. Lè yo entegre FOG yo nan sistèm navigasyon inèsyèl ki deja egziste yo, operatè yo ka benefisye de amelyorasyon nan presizyon navigasyon, sitou nan sitiyasyon kote presizyon ekstrèm nesesè.
Aplikasyon jiroskop fib optik nan navigasyon inèsyèl
Enklizyon FOG yo elaji aplikasyon sistèm navigasyon inèsyèl yo nan plizyè domèn. Nan ayewospasyal ak aviyasyon, sistèm ekipe ak FOG yo ofri solisyon navigasyon presi pou avyon, dron ak veso espasyal. Yo itilize yo tou anpil nan navigasyon maritim, sondaj jewolojik ak robotik avanse, sa ki pèmèt sistèm sa yo fonksyone ak pèfòmans ak fyab amelyore.
Diferan varyant estriktirèl jiroskop fib optik
Jiroskop fib optik yo vini nan plizyè konfigirasyon estriktirèl, ak youn ki pi enpòtan kounye a k ap antre nan domèn jeni an sejiroskop fib optik ki kenbe polarizasyon an nan bouk fèmenNan kè jiroskop sa a genyenbouk fib ki kenbe polarizasyon an, ki gen ladan fib ki kenbe polarizasyon ak yon estrikti ki fèt avèk presizyon. Konstriksyon bouk sa a enplike yon metòd bobin simetrik kat fwa, konplete pa yon jèl sele inik pou fòme yon bobin bouk fib solid.
Karakteristik kle nanPolarizasyon-Kenbe Fib Optik GBobin an
▶Konsepsyon ankadreman inik:Bouk jiroskop yo prezante yon konsepsyon estrikti diferan ki akomode divès kalite fib ki kenbe polarizasyon fasilman.
▶Teknik Bobinaj Simetrik Kat Pliye:Teknik bobinaj simetrik kat fwa a minimize efè Shupe a, sa ki asire mezi presi ak fyab.
▶Materyèl Jèl Sele Avanse:Itilizasyon materyèl jèl sele avanse, konbine avèk yon teknik geri inik, amelyore rezistans a vibrasyon, sa ki fè bouk jiroskop sa yo ideyal pou aplikasyon nan anviwònman difisil.
▶Estabilite Koerans Tanperati Segondè:Bouk jiroskop yo montre yon estabilite koyerans nan tanperati ki wo, sa ki asire presizyon menm nan divès kondisyon tèmik.
▶Chanjman lejè senplifye:Bouk jiroskop yo fèt ak yon estrikti senp men lejè, ki garanti yon gwo presizyon nan pwosesis la.
▶Pwosesis likidasyon konsistan:Pwosesis likidasyon an rete estab, adapte ak egzijans divès jiroskop fib optik presizyon.
Referans
Groves, PD (2008). Entwodiksyon nan Navigasyon Inèsyèl.Jounal Navigasyon an, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., ak Niu, X. (2019). Teknoloji detèktè inèsyèl pou aplikasyon navigasyon: dènye kri yo.Navigasyon satelit, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). Yon entwodiksyon sou navigasyon inèsyèl.Inivèsite Cambridge, Laboratwa Odinatè, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., ak Laumond, JP (1985). Referans pozisyon ak modèl mond konsistan pou robo mobil.Nan Pwosedi Konferans Entènasyonal IEEE 1985 sou Robotik ak Otomatizasyon(Volim 2, paj 138-145). IEEE.