Abonējiet mūsu sociālos tīklus, lai saņemtu tūlītējus ierakstus
Revolucionāro tehnoloģisko sasniegumu laikmetā navigācijas sistēmas kļuva par pamatpīlāriem, veicinot daudzus sasniegumus, īpaši precīzijas kritiskajās nozarēs. Ceļš no elementāras debesu navigācijas līdz sarežģītām inerciālajām navigācijas sistēmām (INS) iemieso cilvēces nelokāmos centienus pēc izpētes un precīzas izpētes. Šī analīze dziļi iedziļinās INS sarežģītajā mehānikā, izpētot jaunākās tehnoloģijas – šķiedru optikas žiroskopus (FOG) un polarizācijas būtisko lomu šķiedru cilpu uzturēšanā.
1. daļa: Inerciālo navigācijas sistēmu (INS) atšifrēšana:
Inerciālās navigācijas sistēmas (INS) izceļas kā autonomi navigācijas palīglīdzekļi, kas precīzi aprēķina transportlīdzekļa pozīciju, orientāciju un ātrumu neatkarīgi no ārējiem signāliem. Šīs sistēmas saskaņo kustības un rotācijas sensorus, nemanāmi integrējoties ar sākotnējā ātruma, pozīcijas un orientācijas skaitļošanas modeļiem.
Arhetipiska INS ietver trīs galvenās sastāvdaļas:
· Akselerometri: šie svarīgie elementi reģistrē transportlīdzekļa lineāro paātrinājumu, pārvēršot kustību izmērāmos datos.
· Žiroskopi: integrālis leņķiskā ātruma noteikšanai, šīs sastāvdaļas ir izšķirošas sistēmas orientācijai.
· Datora modulis: INS nervu centrs, kas apstrādā daudzpusīgus datus, lai iegūtu reāllaika pozicionālo analīzi.
INS imunitāte pret ārējiem traucējumiem padara to neaizstājamu aizsardzības nozarēs. Tomēr tā cīnās ar "dreifi" — pakāpenisku precizitātes samazināšanos, kas rada nepieciešamību pēc sarežģītiem risinājumiem, piemēram, sensoru sapludināšanas kļūdu mazināšanai (Chatfield, 1997).
2. daļa. Šķiedru optiskā žiroskopa darbības dinamika:
Šķiedru optiskie žiroskopi (FOG) iezīmē pārveidojošu ēru rotācijas uztveršanā, izmantojot gaismas traucējumus. Pateicoties precizitātei savā būtībā, FOG ir vitāli svarīgi kosmosa transportlīdzekļu stabilizācijai un navigācijai.
FOG darbojas pēc Saņaka efekta, kur gaisma, pārvietojoties pretējos virzienos rotējošā šķiedras spolē, izraisa fāzes nobīdi, kas korelē ar rotācijas ātruma izmaiņām. Šis niansētais mehānisms pārvēršas precīzos leņķiskā ātruma mērījumos.
Būtiskās sastāvdaļas ietver:
· Gaismas avots: Ievadpunkts, parasti lāzers, kas ierosina koherentās gaismas ceļojumu.
· Šķiedru spoleSpirālveida optiskais kanāls pagarina gaismas trajektoriju, tādējādi pastiprinot Saņaka efektu.
· Fotodetektors: šis komponents atšķir sarežģītus gaismas interferences modeļus.
3. daļa: Polarizācijas nozīme šķiedru cilpu uzturēšanā:
Polarizāciju saglabājošās (PM) šķiedru cilpas, kas ir būtiskas optiskajiem ķermeņiem (FOG), nodrošina vienmērīgu gaismas polarizācijas stāvokli, kas ir galvenais interferences modeļa precizitātes noteicošais faktors. Šīs specializētās šķiedras, kas novērš polarizācijas režīma dispersiju, uzlabo optisko ķermeņu (FOG) jutību un datu autentiskumu (Kersey, 1996).
PM šķiedru izvēle, ko nosaka ekspluatācijas prasības, fizikālās īpašības un sistēmiskā harmonija, ietekmē vispārējos veiktspējas rādītājus.
4. daļa: Pielietojumi un empīriskie pierādījumi:
FOG un INS atrod rezonansi dažādos pielietojumos, sākot no bezpilota gaisa lidojumu organizēšanas līdz kinematogrāfiskas stabilitātes nodrošināšanai vides neparedzamības apstākļos. Apliecinājums to uzticamībai ir to izvietošana NASA Marsa roveros, kas atvieglo drošu ārpuszemes navigāciju (Maimone, Cheng un Matthies, 2007).
Tirgus trajektorijas prognozē augošu nišu šīm tehnoloģijām, un pētniecības vektori ir vērsti uz sistēmas noturības, precizitātes matricu un pielāgošanās spējas spektru stiprināšanu (MarketsandMarkets, 2020).
Gredzenveida lāzera žiroskops
Šķiedru optikas žiroskopa shēma, kuras pamatā ir Sagnaka efekts
Atsauces:
- Četfīlda, Alberta, 1997.Augstas precizitātes inerciālās navigācijas pamati.Progress in Astronautics and Aeronautics, 174. sēj. Restona, Virdžīnija: Amerikas Aeronautikas un astronautikas institūts.
- Kersey, AD, et al., 1996. "Šķiedru optiskie žiroskopi: 20 gadu tehnoloģiju attīstība", iekšIEEE raksti,84(12), 1830.–1834. lpp.
- Maimone, MW, Cheng, Y. un Matthies, L., 2007. "Vizuālā odometrija Marsa izpētes roveros — instruments precīzas braukšanas un zinātniskās attēlveidošanas nodrošināšanai"IEEE robotikas un automatizācijas žurnāls,14(2), 54.–62. lpp.
- MarketsandMarkets, 2020. "Inerciālo navigācijas sistēmu tirgus pēc klases, tehnoloģijas, pielietojuma, komponenta un reģiona — globālā prognoze līdz 2025. gadam."
Atruna:
- Ar šo mēs paziņojam, ka daži mūsu tīmekļa vietnē redzamie attēli ir apkopoti no interneta un Vikipēdijas izglītības veicināšanas un informācijas apmaiņas nolūkos. Mēs respektējam visu oriģinālo autoru intelektuālā īpašuma tiesības. Šie attēli tiek izmantoti bez komerciāla labuma gūšanas nolūkos.
- Ja uzskatāt, ka kāds izmantotais saturs pārkāpj jūsu autortiesības, lūdzu, sazinieties ar mums. Mēs esam vairāk nekā gatavi veikt atbilstošus pasākumus, tostarp noņemt attēlus vai norādīt atbilstošu atsauci, lai nodrošinātu atbilstību intelektuālā īpašuma likumiem un noteikumiem. Mūsu mērķis ir uzturēt platformu, kas ir bagāta ar saturu, godīga un respektē citu personu intelektuālā īpašuma tiesības.
- Lūdzu, sazinieties ar mums, izmantojot tālāk norādīto saziņas veidu,email: sales@lumispot.cnMēs apņemamies nekavējoties rīkoties pēc jebkura paziņojuma saņemšanas un nodrošināt 100% sadarbību šādu problēmu risināšanā.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 18. oktobris