Inerciālās navigācijas sistēmas un optisko šķiedru žiroskopa tehnoloģija

Abonējiet mūsu sociālos medijus, lai saņemtu uzvedni

Novatorisko tehnoloģiju soļu laikmetā navigācijas sistēmas parādījās kā pamatvajadzības, kas virza daudzus sasniegumus, īpaši precīzi kritiskos sektoros. Ceļojums no rudimentāras debess navigācijas uz sarežģītām inerciālajām navigācijas sistēmām (INS) iemieso cilvēces nepaklausīgos centienus izpētīt un precīzi precīzi. Šī analīze dziļi iedziļinās INS sarežģītajā mehānikā, izpētot optisko žiroskopu (miglu) progresīvo tehnoloģiju un polarizācijas galveno lomu šķiedru cilpu uzturēšanā.

1. daļa: inerciālo navigācijas sistēmu atšifrēšana (INS):

Inerciālās navigācijas sistēmas (INS) izceļas kā autonomi navigācijas palīglīdzekļi, precīzi aprēķinot transportlīdzekļa stāvokli, orientāciju un ātrumu, neatkarīgi no ārējām norādēm. Šīs sistēmas harmonizē kustības un rotācijas sensorus, nemanāmi integrējoties ar skaitļošanas modeļiem sākotnējam ātrumam, stāvoklim un orientācijai.

Arhetipisks INS ietver trīs kardinālus komponentus:

· Akselerometri: šie būtiskie elementi reģistrē transportlīdzekļa lineāro paātrinājumu, pārveidojot kustību izmērāmos datos.
· Giroskopi: integrālis leņķa ātruma noteikšanai, šie komponenti ir galvenie sistēmas orientācijai.
· Datoru modulis: INS nervu centrs, daudzpusīgu datu apstrāde, lai iegūtu reāllaika pozicionālo analītiku.

INS imunitāte pret ārējiem traucējumiem padara to neaizstājamu aizsardzības nozarēs. Tomēr tas cīnās ar “driftu” - pakāpenisku precizitātes samazinājumu, kas prasa sarežģītus risinājumus, piemēram, sensoru saplūšanu, lai mazinātu kļūdas (Chatfield, 1997).

Inerciālās navigācijas sistēmas komponentu mijiedarbība

2. daļa. Optiskās šķiedras žiroskopa operatīvā dinamika:

Optisko šķiedru žiroskopi (miglas) sludina pārveidojošu laikmetu rotācijas uztveršanā, izmantojot gaismas traucējumus. Ar precizitāti tā kodolā miglas ir ļoti svarīgas aviācijas un kosmosa transportlīdzekļu stabilizācijai un navigācijai.

Miglas darbojas uz SAGNAC efekta, kur gaisma, kas šķērso pretstatu virzienos rotējošā šķiedru spolē, izpaužas fāzes maiņa, kas korelē ar rotācijas ātruma izmaiņām. Šis niansētais mehānisms nozīmē precīzu leņķa ātruma metriku.

Būtiskās sastāvdaļas ietver:

· Gaismas avots: sākuma punkts, parasti lāzers, kas ierosina koherento vieglo braucienu.
· Šķiedru spole: Sagatavots optiskais vads, pagarina gaismas trajektoriju, tādējādi pastiprinot Sagnac efektu.
· Fotodetektors: šis komponents izsaka sarežģītos gaismas traucējumu modeļus.

Optiskā šķiedras žiroskopa darbības secība

3. daļa: polarizācijas nozīme, saglabājot šķiedru cilpas:

 

Polarizācijas uzturēšana (PM) šķiedru cilpas, kas ir nozīmīgas miglas, nodrošina vienmērīgu gaismas polarizācijas stāvokli, kas ir galvenais iejaukšanās modeļa precizitātes noteicējs. Šīs specializētās šķiedras, polarizācijas režīma izkliedes apkarošana, miglas jutība un datu autentiskums (Kersey, 1996).

PM šķiedru izvēle, ko diktē operatīvās eksistences, fiziskās īpašības un sistēmiskā harmonija, ietekmē visaptverošo veiktspējas metriku.

4. daļa: Pieteikumi un empīriski pierādījumi:

Miglas un INS atrod rezonansi dažādās lietojumprogrammās, sākot no bezpilota lidaparāta organizēšanas līdz kinematogrāfiskas stabilitātes nodrošināšanai vides neparedzamības apstākļos. Viņu uzticamības apliecinājums ir viņu izvietošana NASA's Mars Rovers, kas atvieglo beznodaļas ārpuszemes navigāciju (Maimone, Cheng un Matthies, 2007).

Tirgus trajektorijas prognozē plaukstošu nišu šīm tehnoloģijām, ar pētniecības vektoriem, kuru mērķis ir stiprināt sistēmas noturību, precīzu matricu un pielāgošanās spektru (MarketsandMarkets, 2020).

Yaw_axis_corrected.svg
Saistītās ziņas
Gredzena lāzera žiroskops

Gredzena lāzera žiroskops

Šķiedras-optic-gyroskopa shēma, pamatojoties uz SAGNAC efektu

Šķiedras-optic-gyroskopa shēma, pamatojoties uz SAGNAC efektu

Atsauces:

  1. Chatfield, AB, 1997.Augstas precizitātes inerciālas navigācijas pamati.Progress astronautikā un aeronautikā, sēj. 174. Restons, VA: Amerikas aeronautikas un astronautikas institūts.
  2. Kersey, AD, et al., 1996. "Optisko šķiedru žiroskopi: 20 gadu tehnoloģiju attīstība", In, "IEEE raksti,84 (12), 1830-1834. Lpp.
  3. Maimone, MW, Cheng, Y., un Matthies, L., 2007. "Vizuālā odometrija uz Mars Exploration Rovers - rīks, lai nodrošinātu precīzu braukšanas un zinātnes attēlveidošanu", "IEEE robotika un automatizācijas žurnāls,14 (2), 54.-62.
  4. MarketsandMarkets, 2020. gads. "Inerciālais navigācijas sistēmas tirgus pēc pakāpes, tehnoloģija, lietojumprogramma, komponents un reģions - globālā prognoze līdz 2025. gadam."

 


Atruna:

  • Ar šo mēs paziņojam, ka daži mūsu vietnē parādītie attēli tiek savākti no interneta un Wikipedia, lai turpinātu izglītību un dalīties ar informāciju. Mēs ievērojam visu oriģinālo veidotāju intelektuālā īpašuma tiesības. Šie attēli tiek izmantoti bez komerciāla labuma nolūkā.
  • Ja uzskatāt, ka jebkurš saturs, ko izmanto jūsu autortiesības, lūdzu, sazinieties ar mums. Mēs esam vairāk nekā gatavi veikt atbilstošus pasākumus, ieskaitot attēlu noņemšanu vai pareizas piedēvēšanas nodrošināšanu, lai nodrošinātu intelektuālā īpašuma likumu un noteikumu ievērošanu. Mūsu mērķis ir uzturēt platformu, kas ir bagāta ar saturu, taisnīgu un cieņu pret citu intelektuālā īpašuma tiesībām.
  • Lūdzu, sazinieties ar mums, izmantojot šo kontaktu metodi ,email: sales@lumispot.cnApvidū Mēs apņemamies nekavējoties rīkoties, saņemot jebkādu paziņojumu un nodrošinot 100% sadarbību jebkuru šādu problēmu risināšanā.

Pasta laiks: oktobris-18-2023