İnertial naviqasiya nədir?
İnertial naviqasiyanın əsasları
İnertial naviqasiyanın əsas prinsipləri digər naviqasiya metodlarının prinsiplərinə bənzəyir. O, ilkin mövqe, ilkin oriyentasiya, hər an hərəkətin istiqaməti və oriyentasiyası daxil olmaqla əsas məlumatların əldə edilməsinə və oriyentasiya və mövqe kimi naviqasiya parametrlərini dəqiq müəyyən etmək üçün bu məlumatların tədricən inteqrasiyasına (riyazi inteqrasiya əməliyyatlarının analoqu) əsaslanır.
İnertial naviqasiyada sensorların rolu
Hərəkət edən obyektin cari oriyentasiyasını (rəftarını) və mövqe məlumatını əldə etmək üçün inertial naviqasiya sistemləri, ilk növbədə, akselerometrlərdən və giroskoplardan ibarət bir sıra kritik sensorlardan istifadə edir. Bu sensorlar inertial istinad sistemində daşıyıcının bucaq sürətini və sürətlənməsini ölçür. Daha sonra sürət və nisbi mövqe məlumatlarını əldə etmək üçün məlumatlar inteqrasiya olunur və zamanla işlənir. Sonradan bu məlumat daşıyıcının cari yerinin müəyyən edilməsi ilə yekunlaşan ilkin mövqe məlumatları ilə birlikdə naviqasiya koordinat sisteminə çevrilir.
İnertial naviqasiya sistemlərinin iş prinsipləri
İnertial naviqasiya sistemləri daxili qapalı dövrəli naviqasiya sistemləri kimi fəaliyyət göstərir. Onlar daşıyıcının hərəkəti zamanı səhvləri düzəltmək üçün real vaxt rejimində xarici məlumat yeniləmələrinə etibar etmirlər. Beləliklə, tək inertial naviqasiya sistemi qısamüddətli naviqasiya tapşırıqları üçün uyğundur. Uzunmüddətli əməliyyatlar üçün, yığılmış daxili səhvləri vaxtaşırı düzəltmək üçün peyk əsaslı naviqasiya sistemləri kimi digər naviqasiya üsulları ilə birləşdirilməlidir.
İnertial naviqasiyanın gizlədilməsi
Müasir naviqasiya texnologiyalarında, o cümlədən səma naviqasiyası, peyk naviqasiyası və radionaviqasiyada inertial naviqasiya avtonom olaraq seçilir. O, nə xarici mühitə siqnal verir, nə də göy cisimlərindən və ya xarici siqnallardan asılıdır. Nəticə etibarilə, inertial naviqasiya sistemləri ən yüksək səviyyədə gizlədilmə imkanı təklif edərək, onları maksimum məxfilik tələb edən proqramlar üçün ideal hala gətirir.
İnertial naviqasiyanın rəsmi tərifi
İnertial Naviqasiya Sistemi (INS) sensor kimi giroskop və akselerometrlərdən istifadə edən naviqasiya parametrlərinin qiymətləndirilməsi sistemidir. Giroskopların çıxışına əsaslanan sistem, naviqasiya koordinat sistemində daşıyıcının sürətini və mövqeyini hesablamaq üçün akselerometrlərin çıxışından istifadə etməklə naviqasiya koordinat sistemini yaradır.
İnertial naviqasiyanın tətbiqləri
İnertial texnologiya aerokosmik, aviasiya, dənizçilik, neft kəşfiyyatı, geodeziya, okeanoqrafik tədqiqatlar, geoloji qazma, robot texnikası və dəmir yolu sistemləri daxil olmaqla müxtəlif sahələrdə geniş tətbiqlər tapmışdır. Qabaqcıl inertial sensorların meydana çıxması ilə inertial texnologiya digər sahələrlə yanaşı, avtomobil sənayesi və tibbi elektron cihazlarda istifadəsini genişləndirdi. Tətbiqlərin bu genişlənməsi çoxsaylı tətbiqlər üçün yüksək dəqiqlikli naviqasiya və yerləşdirmə imkanlarının təmin edilməsində inertial naviqasiyanın getdikcə əsas rolunu vurğulayır.
İnertial Rəhbərliyin Əsas Komponenti:Fiber optik giroskop
Fiber Optik Gyroskoplara Giriş
İnertial naviqasiya sistemləri öz əsas komponentlərinin dəqiqliyinə və dəqiqliyinə çox etibar edir. Bu sistemlərin imkanlarını əhəmiyyətli dərəcədə artıran belə komponentlərdən biri Fiber Optik Gyroskopdur (FOG). DUMAN daşıyıcının bucaq sürətinin diqqətəlayiq dəqiqliklə ölçülməsində əsas rol oynayan kritik sensordur.
Fiber Optik Giroskop Əməliyyatı
FOG-lər Sagnac effekti prinsipi əsasında fəaliyyət göstərir ki, bu da lazer şüasının iki ayrı yola bölünməsini nəzərdə tutur ki, bu da onun bükülmüş fiber optik döngə boyunca əks istiqamətlərdə hərəkət etməsinə imkan verir. FOG ilə birlikdə quraşdırılmış daşıyıcı fırlandıqda, iki şüa arasındakı səyahət müddətindəki fərq daşıyıcının fırlanma bucaq sürətinə mütənasibdir. Sagnac fazasının dəyişməsi kimi tanınan bu vaxt gecikməsi daha sonra DUMAN-a daşıyıcının fırlanması ilə bağlı dəqiq məlumat təqdim etməyə imkan verən dəqiqliklə ölçülür.
Fiber optik giroskopun prinsipi fotodetektordan işıq şüası buraxmağı nəzərdə tutur. Bu işıq şüası bir bağlayıcıdan keçir, bir ucdan daxil olur və digər tərəfdən çıxır. Sonra optik döngədən keçir. Müxtəlif istiqamətlərdən gələn iki işıq şüası dövrəyə daxil olur və ətrafında dövrə vurduqdan sonra ardıcıl superpozisiyanı tamamlayır. Geri qayıdan işıq onun intensivliyini aşkar etmək üçün istifadə edilən işıq dioduna (LED) yenidən daxil olur. Fiber optik giroskopun prinsipi sadə görünsə də, ən mühüm problem iki işıq şüasının optik yolunun uzunluğuna təsir edən amillərin aradan qaldırılmasıdır. Bu, optik lifli giroskopların inkişafında qarşıya çıxan ən kritik məsələlərdən biridir.
1: superlüminessent diod 2: fotodetektor diodu
3.işıq mənbəyi birləşdiricisi 4.lif üzük bağlayıcısı 5.optik fiber üzük
Fiber Optik Gyroskopların üstünlükləri
FOGs inertial naviqasiya sistemlərində onları əvəzolunmaz edən bir sıra üstünlüklər təklif edir. Onlar müstəsna dəqiqliyi, etibarlılığı və davamlılığı ilə məşhurdurlar. Mexanik giroslardan fərqli olaraq, DUMAN-ların hərəkət edən hissələri yoxdur, bu da köhnəlmə riskini azaldır. Bundan əlavə, onlar zərbəyə və vibrasiyaya davamlıdırlar, bu da onları aerokosmik və müdafiə tətbiqləri kimi tələbkar mühitlər üçün ideal edir.
Fiber Optik Gyroskopların İnertial Naviqasiyada İnteqrasiyası
İnertial naviqasiya sistemləri yüksək dəqiqliyi və etibarlılığı səbəbindən getdikcə daha çox DUMAN-ları birləşdirir. Bu giroskoplar oriyentasiya və mövqenin dəqiq müəyyən edilməsi üçün tələb olunan mühüm bucaq sürəti ölçmələrini təmin edir. DUMAN-ları mövcud inertial naviqasiya sistemlərinə inteqrasiya etməklə operatorlar, xüsusən də həddindən artıq dəqiqliyin zəruri olduğu hallarda təkmilləşdirilmiş naviqasiya dəqiqliyindən faydalana bilərlər.
Fiber Optik Gyroskopların İnertial Naviqasiyada Tətbiqləri
DUMAN-ların daxil edilməsi müxtəlif sahələr üzrə inertial naviqasiya sistemlərinin tətbiqlərini genişləndirdi. Aerokosmik və aviasiyada DUMAN ilə təchiz olunmuş sistemlər təyyarələr, dronlar və kosmik gəmilər üçün dəqiq naviqasiya həlləri təklif edir. Onlar həmçinin dəniz naviqasiyasında, geoloji tədqiqatlarda və qabaqcıl robot texnikasında geniş şəkildə istifadə olunur və bu sistemlərin təkmilləşdirilmiş performans və etibarlılıqla işləməsinə şərait yaradır.
Fiber Optik Gyroskopların Müxtəlif Struktur Variantları
Fiber optik giroskoplar müxtəlif struktur konfiqurasiyalarda olur, hazırda mühəndislik sahəsinə daxil olan üstünlük təşkil edənqapalı dövrəli qütbləşməni saxlayan fiber optik giroskop. Bu giroskopun əsasını təşkil edirpolarizasiyanı qoruyan lif döngəsi, polarizasiyanı qoruyan liflərdən və dəqiq dizayn edilmiş çərçivədən ibarətdir. Bu döngənin qurulması, bərk hallı lifli döngə rulonu yaratmaq üçün unikal bir sızdırmazlıq geli ilə tamamlanan dördqat simmetrik sarğı metodunu əhatə edir.
Əsas XüsusiyyətləriPolarizasiyanın saxlanması Fiber Optik Gyro Coil
▶Unikal Çərçivə Dizaynı:Giroskop ilmələri müxtəlif növ qütbləşməni qoruyan lifləri asanlıqla yerləşdirən fərqli çərçivə dizaynına malikdir.
▶Dördqat Simmetrik Sarma Texnikası:Dördqat simmetrik sarma texnikası dəqiq və etibarlı ölçmələri təmin edərək, Shupe effektini minimuma endirir.
▶Qabaqcıl sızdırmazlıq geli materialı:Qabaqcıl sızdırmazlıq gel materiallarının istifadəsi, unikal bərkitmə texnikası ilə birlikdə vibrasiyalara qarşı müqaviməti artırır və bu giroskop ilmələrini tələbkar mühitlərdə tətbiqlər üçün ideal edir.
▶Yüksək Temperatur Koherentliyi Sabitliyi:Giroskop ilmələri müxtəlif istilik şəraitlərində belə dəqiqliyi təmin edərək yüksək temperaturda uyğunluq sabitliyi nümayiş etdirir.
▶Sadələşdirilmiş Yüngül Çərçivə:Giroskop ilmələri yüksək emal dəqiqliyinə zəmanət verən sadə, lakin yüngül çərçivə ilə hazırlanmışdır.
▶Ardıcıl Sarma Prosesi:Sarma prosesi müxtəlif dəqiq fiber optik giroskopların tələblərinə uyğunlaşaraq sabit qalır.
İstinad
Groves, PD (2008). İnertial naviqasiyaya giriş.Naviqasiya jurnalı, 61(1), 13-28.
El-Şeymi, N., Hou, H. və Niu, X. (2019). Naviqasiya tətbiqləri üçün inertial sensorlar texnologiyaları: ən müasir vəziyyət.Peyk naviqasiyası, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). İnertial naviqasiyaya giriş.Kembric Universiteti, Kompüter Laboratoriyası, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R. və Laumond, JP (1985). Mobil robotlar üçün mövqe istinadı və ardıcıl dünya modelləşdirməsi.1985-ci ildə Robototexnika və Avtomatlaşdırma üzrə IEEE Beynəlxalq Konfransının materiallarında(2-ci cild, səh. 138-145). IEEE.