Zanist û Lêkolîn

Çareseriyên Pêkhateyên FOGs

Navîgasyona Înercial çi ye?

Bingehên Navîgasyona Înercial

Prensîbên bingehîn ên navîgasyona bêçalak dişibin yên rêbazên din ên navîgasyonê. Ew xwe dispêre bidestxistina agahiyên sereke, di nav de pozîsyona destpêkê, arasteya destpêkê, rêwerz û arasteya tevgerê di her kêliyê de, û entegrekirina gav bi gav a van daneyan (mîna operasyonên entegrasyona matematîkî) da ku parametreyên navîgasyonê, wek arasteya û pozîsyonê, bi rastî diyar bike.

Rola Sensoran di Navîgasyona Înercial de

Ji bo bidestxistina agahiyên arasteya (helwest) û pozîsyona niha ya tiştekî ku diçe, pergalên navîgasyona inertîyal komek sensorên krîtîk bikar tînin, ku bi giranî ji akselerometre û jîroskopan pêk tên. Ev sensor leza goşeyî û lezandina hilgirê di çarçoveyek referansê ya inertîyal de dipîvin. Dûv re daneyên bi demê re têne entegrekirin û pêvajo kirin da ku agahiyên leza û pozîsyona nisbî werin bidestxistin. Piştre, ev agahî, digel daneyên pozîsyona destpêkê, vediguhere pergala hevrêzên navîgasyonê, ku di encamê de cihê niha yê hilgirê tê destnîşankirin.

Prensipên Xebatê yên Sîstemên Navîgasyona Înercial

Sîstemên navîgasyona bêbandor wekî sîstemên navîgasyona navxweyî yên xweser û çerxa girtî dixebitin. Ew ji bo rastkirina xeletiyan di dema tevgera hilgirê de xwe naspêrin nûvekirinên daneyên derveyî yên rast-dem. Ji ber vê yekê, sîstemek navîgasyona bêbandor a yekane ji bo karên navîgasyona demkurt guncaw e. Ji bo operasyonên demdirêj, divê ew bi rêbazên din ên navîgasyonê re, wekî sîstemên navîgasyona li ser bingeha satelîtê, were hev kirin da ku xeletiyên navxweyî yên berhevkirî bi periyodîk werin rast kirin.

Veşartina Navîgasyona Bêbandor

Di teknolojiyên navîgasyonê yên nûjen de, di nav de navîgasyona asîmanî, navîgasyona satelîtê û navîgasyona radyoyê, navîgasyona inertîyal wekî xweser derdikeve pêş. Ew ne sînyalan ji hawîrdora derve re dişîne û ne jî bi tiştên asîmanî an sînyalên derveyî ve girêdayî ye. Ji ber vê yekê, pergalên navîgasyona inertîyal asta herî bilind a veşartinê pêşkêş dikin, ku wan ji bo sepanên ku hewceyê nepeniya herî zêde ne îdeal dike.

Pênasîna Fermî ya Navîgasyona Înercial

Sîstema Navîgasyona Înercial (INS) sîstemeke texmînkirina parametreyên navîgasyonê ye ku jîroskop û akselerometreyan wekî sensoran bikar tîne. Sîstem, li ser bingeha derana jîroskopan, sîstemeke koordînatên navîgasyonê ava dike di heman demê de derana akselerometreyan bikar tîne da ku leza û pozîsyona hilgirê di sîstema koordînatên navîgasyonê de hesab bike.

Serlêdanên Navîgasyona Înercial

Teknolojiya inercial di warên cûrbecûr de, di nav de hewavanî, firîn, deryayî, lêgerîna petrolê, jeodezî, lêkolînên okyanografîk, sondajên jeolojîk, robotîk û pergalên rêhesinê, sepanên berfireh dîtine. Bi hatina sensorên inercial ên pêşkeftî re, teknolojiya inercial kêrhatîya xwe berfireh kiriye bo pîşesaziya otomobîlan û cîhazên elektronîkî yên bijîşkî, di nav warên din de. Ev berfirehbûna çarçoveya sepanên rola her ku diçe girîngtir a navîgasyona inercial di peydakirina şiyanên navîgasyon û pozîsyonê yên rastbûna bilind de ji bo gelek serîlêdanan destnîşan dike.

Hêmana bingehîn a Rêberiya Înertîyal:Gîroskopa Fîber Optîk

Pêşgotinek li ser Jîroskopên Fîber Optîk

Sîstemên navîgasyona bêbandor bi giranî xwe dispêrin rastbûn û duristbûna pêkhateyên xwe yên bingehîn. Yek ji wan pêkhateyan ku şiyanên van sîsteman bi girîngî zêde kiriye, Jîroskopa Fîber Optîk (FOG) ye. FOG sensorek girîng e ku di pîvandina leza goşeyî ya hilgirê de bi rastbûnek berbiçav roleke girîng dilîze.

Operasyona Gîroskopa Fîber Optîk

FOG li ser prensîba bandora Sagnac dixebitin, ku tê de tîrêjek lazerê di du rêyên cuda de tê parçekirin, ku dihêle ew di aliyên dijber de li ser lûpeke fîbera optîk a pêçayî biçe. Dema ku hilgir, ku bi FOG-ê ve girêdayî ye, dizivire, cûdahiya di dema rêwîtiyê de di navbera her du tîrêjan de bi leza goşeyî ya zivirîna hilgir re rêjeyî ye. Ev derengketina demê, ku wekî guheztina qonaxa Sagnac tê zanîn, hingê bi rastî tê pîvandin, ku dihêle FOG daneyên rast di derbarê zivirîna hilgir de peyda bike.

Prensîba jîroskopa fîber optîk derxistina tîrêjek ronahiyê ji fotodetektorekê vedihewîne. Ev tîrêj di nav hevgirêkekê re derbas dibe, ji aliyekî dikeve û ji aliyê din derdikeve. Dûv re ew di nav xeleka optîkî re derbas dibe. Du tîrêjên ronahiyê, ku ji aliyên cuda tên, dikevin nav xelekê û piştî ku li dora xwe digerin, superpozîsyonek hevgirtî temam dikin. Ronahiya vegerê dîsa dikeve dîodek ronahîder (LED), ku ji bo tespîtkirina şîdeta wê tê bikar anîn. Her çend prensîba jîroskopa fîber optîk dibe ku rasterast xuya bike jî, dijwarîya herî girîng di rakirina faktorên ku bandorê li dirêjahiya rêya optîkî ya her du tîrêjên ronahiyê dikin de ye. Ev yek ji pirsgirêkên herî krîtîk e ku di pêşkeftina jîroskopên fîber optîk de tê rû bi rû.

1: dîyoda superluminescent 2: dîyoda fotodetektorê

3. girêdana çavkaniya ronahiyê 4.girêdana halqeya fîberê 5. zengila fîbera optîkî

Avantajên Gîroskopên Fiber Optîk

FOG gelek avantajan pêşkêş dikin ku wan di pergalên navîgasyona bêqîmet de dike. Ew bi rastbûn, pêbawerî û domdariya xwe ya bêhempa têne nasîn. Berevajî jîroyên mekanîkî, FOG perçeyên tevgerbar nînin, ku xetera xirabûn û şikestinê kêm dike. Wekî din, ew li hember şok û lerizînê berxwedêr in, ku wan ji bo jîngehên dijwar ên wekî sepanên hewavanî û parastinê îdeal dike.

Entegrasyona Jîroskopên Fîber Optîk di Navîgasyona Înercial de

Sîstemên navîgasyona bêbandor ji ber rastbûn û pêbaweriya wan a bilind, FOG-an bi zêdebûnî vedihewînin. Ev jîroskop pîvandinên leza goşeyî yên girîng ên ku ji bo destnîşankirina rast a arasteyê û pozîsyonê hewce ne peyda dikin. Bi entegrekirina FOG-an di nav sîstemên navîgasyona bêbandor ên heyî de, operator dikarin ji rastbûna navîgasyonê ya çêtir sûd werbigirin, nemaze di rewşên ku rastbûna zêde pêwîst e.

Bikaranînên Jîroskopên Fîber Optîk di Navîgasyona Înercial de

Têxistina FOGan (Germên Gerok ên Bilez) sepanên pergalên navîgasyona bêbandor li seranserê warên cûrbecûr berfireh kiriye. Di fezayî û hewavaniyê de, pergalên ku bi FOG hatine çêkirin ji bo balafir, dronan û keştîyên fezayî çareseriyên navîgasyonê yên rast pêşkêş dikin. Ew her weha bi berfirehî di navîgasyona deryayî, lêkolînên jeolojîk û robotîkên pêşkeftî de têne bikar anîn, ku dihêle ku ev pergalan bi performans û pêbaweriya pêşkeftî bixebitin.

Guhertoyên Cûda yên Avahiyên Jîroskopên Fîber Optîk

Jîroskopên fîber optîk bi awayên cûrbecûr ên avahîsaziyê têne, û ya herî serdest ku niha dikeve qada endezyariyê ev e.jîroskopa fîber optîk a ku polarîzasyona xeleka girtî diparêzeDi bingeha vê jîroskopê de heyelûpa fîberê ya parastina polarîzasyonê, ku ji fîberên parastina polarîzasyonê û çarçoveyek bi awayekî rast hatî sêwirandin pêk tê. Avakirina vê xelekê rêbazek çarqat a simetrîk a pêçandinê vedihewîne, ku bi jelek mohrkirinê ya bêhempa ve tê temam kirin da ku xeleka fîberê ya rewşa hişk çêbike.

Taybetmendiyên sereke yênPolarîzasyon-Parastina Fîber Optîk Gyro Coil

▶ Sêwirana Çarçoveya Bêhempa:Çemberên jîroskopê xwedî sêwirana çarçoveyek cihêreng in ku bi hêsanî celebên cûda yên têlên ku polarîzasyonê diparêzin digire nav xwe.

▶ Teknîka Çêkirina Çarqat a Sîmetrîk:Teknîka pêçandina çarqat a simetrîk bandora Shupe kêm dike, û pîvandinên rast û pêbawer misoger dike.

▶Materyalê Jelê Morkirinê yê Pêşketî:Bi karanîna materyalên jelê mohrkirinê yên pêşkeftî, digel teknîkek hişkkirinê ya bêhempa, berxwedana li hember lerizînê zêde dike, û van lûpên jîroskopê ji bo serîlêdanên li jîngehên dijwar îdeal dike.

▶Stabîlîteya Hevrêziya Germahiya Bilind:Çemberên jîroskopê di germahiya bilind de aramiya hevgirtinê nîşan didin, ku di şert û mercên germî yên cûda de jî rastbûnê misoger dike.

▶ Çarçoveya Sivik a Hêsankirî:Xalên jîroskopê bi çarçoveyek rasterast lê sivik têne çêkirin, ku rastbûna pêvajoyê ya bilind garantî dike.

▶ Pêvajoya Pêçandina Hevgirtî:Pêvajoya pêçandinê aram dimîne, û li gorî hewcedariyên cûrbecûr jîroskopên fîber optîk ên rastbûnê diguhere.

Balkêşî

Groves, PD (2008). Pêşgotinek li ser Navîgasyona Înercial.Kovara Navîgasyonê, 61(1), 13-28.

El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Teknolojiyên sensorên inercial ji bo sepanên navîgasyonê: rewşa hunerê.Navîgasyona Satelîtê, 1(1), 1-15.

Woodman, OJ (2007). Pêşgotinek li ser navîgasyona bêserûber.Zanîngeha Cambridge, Laboratuwara Komputerê, UCAM-CL-TR-696.

Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Referansa pozîsyonê û modelkirina cîhanê ya domdar ji bo robotên mobîl.Di Pêvajoyên Konferansa Navneteweyî ya IEEE ya 1985an de li ser Robotîk û Otomasyonê(Cild 2, r. 138-145). IEEE.