Unsa ang Inertial Navigation?
Mga sukaranan sa Inertial Navigation
Ang sukaranang mga prinsipyo sa inertial nabigasyon susama sa ubang mga paagi sa nabigasyon.Nagsalig kini sa pag-angkon sa mahinungdanong impormasyon, lakip ang inisyal nga posisyon, inisyal nga oryentasyon, direksyon ug oryentasyon sa paglihok sa matag gutlo, ug anam-anam nga paghiusa niini nga mga datos (kaamgid sa mathematical integration operations) aron tukma nga matino ang mga parameter sa nabigasyon, sama sa oryentasyon ug posisyon.
Ang Papel sa mga Sensor sa Inertial Navigation
Aron makuha ang kasamtangan nga oryentasyon (tinamdan) ug impormasyon sa posisyon sa usa ka naglihok nga butang, ang mga inertial navigation system naggamit ug usa ka hugpong sa mga kritikal nga sensor, nga nag-una nga naglangkob sa mga accelerometers ug gyroscope.Kini nga mga sensor nagsukod sa angular velocity ug acceleration sa carrier sa usa ka inertial reference frame.Ang datos dayon gisagol ug giproseso sa paglabay sa panahon aron makuha ang tulin ug relatibo nga impormasyon sa posisyon.Pagkahuman, kini nga kasayuran gibag-o sa sistema sa koordinasyon sa nabigasyon, kauban ang inisyal nga datos sa posisyon, nga nagtapos sa pagtino sa karon nga lokasyon sa carrier.
Mga Prinsipyo sa Operasyon sa Inertial Navigation Systems
Ang inertial navigation system naglihok isip self-contained, internal closed-loop navigation system.Wala sila nagsalig sa tinuod nga oras nga mga pag-update sa data sa gawas aron matul-id ang mga sayup sa panahon sa paglihok sa carrier.Ingon niana, ang usa ka inertial navigation system angay alang sa mubo nga gidugayon nga mga buluhaton sa nabigasyon.Alang sa dugay nga mga operasyon, kinahanglan kini ikombinar sa ubang mga pamaagi sa pag-navigate, sama sa satellite-based navigation system, aron matag karon ug unya matul-id ang mga natipon nga internal nga mga sayup.
Ang Pagkatago sa Inertial Navigation
Sa modernong mga teknolohiya sa nabigasyon, lakip ang celestial navigation, satellite navigation, ug radio navigation, ang inertial navigation makita nga autonomous.Dili kini mopagawas ug signal sa gawas nga palibot ni magdepende sa celestial nga mga butang o external signal.Tungod niini, ang mga inertial navigation system nagtanyag sa labing taas nga lebel sa pagkatago, nga naghimo kanila nga sulundon alang sa mga aplikasyon nga nanginahanglan labing kaayo nga kompidensyal.
Opisyal nga Kahulugan sa Inertial Navigation
Ang Inertial Navigation System (INS) maoy usa ka sistema sa pagbanabana sa parameter sa nabigasyon nga naggamit ug gyroscope ug accelerometers isip mga sensor.Ang sistema, base sa output sa gyroscopes, nagtukod ug navigation coordinate system samtang gigamit ang output sa accelerometers para makwenta ang velocity ug position sa carrier sa navigation coordinate system.
Mga Aplikasyon sa Inertial Navigation
Ang inertial nga teknolohiya nakakaplag ug halapad nga mga aplikasyon sa lain-laing mga dominyo, lakip na ang aerospace, aviation, maritime, petroleum exploration, geodesy, oceanographic surveys, geological drilling, robotics, ug railway systems.Uban sa pag-abut sa mga advanced inertial sensor, ang inertial nga teknolohiya nagpalapad sa gamit niini sa industriya sa automotive ug medikal nga elektronik nga mga aparato, ug uban pang mga natad.Kini nga nagkalapad nga sakup sa mga aplikasyon nagpasiugda sa labi ka hinungdanon nga papel sa inertial navigation sa paghatag og taas nga katukma nga nabigasyon ug mga kapabilidad sa pagpoposisyon alang sa daghang mga aplikasyon.
Ang Kinauyokan nga Component sa Inertial Guidance:Fiber Optic Gyroscope
Pasiuna sa Fiber Optic Gyroscopes
Ang mga inertial navigation system nagsalig pag-ayo sa katukma ug katukma sa ilang mga kinauyokan nga sangkap.Usa sa ingon nga sangkap nga labi nga nakapauswag sa mga kapabilidad sa kini nga mga sistema mao ang Fiber Optic Gyroscope (FOG).Ang FOG usa ka kritikal nga sensor nga adunay hinungdanon nga papel sa pagsukod sa angular nga tulin sa carrier nga adunay talagsaon nga katukma.
Pag-opera sa Fiber Optic Gyroscope
Ang mga FOG naglihok sa prinsipyo sa Sagnac effect, nga naglakip sa pagbahin sa usa ka laser beam ngadto sa duha ka managlahing mga agianan, nga nagtugot niini sa pagbiyahe sa atbang nga mga direksyon subay sa usa ka coiled fiber optic loop.Kung ang carrier, nga gilakip sa FOG, nagtuyok, ang kalainan sa oras sa pagbiyahe tali sa duha nga mga sagbayan katimbang sa angular velocity sa rotation sa carrier.Kini nga paglangan sa oras, nailhan nga Sagnac phase shift, dayon tukma nga gisukod, nga makapahimo sa FOG sa paghatag sa tukma nga datos bahin sa rotation sa carrier.
Ang prinsipyo sa usa ka fiber optic gyroscope naglakip sa pagpagula sa usa ka sinag sa kahayag gikan sa usa ka photodetector.Kini nga silaw sa kahayag moagi sa usa ka coupler, nga mosulod gikan sa usa ka tumoy ug mogawas gikan sa lain.Dayon kini mobiyahe pinaagi sa usa ka optical loop.Duha ka silaw sa kahayag, nga gikan sa lain-laing mga direksyon, mosulod sa loop ug mokompleto sa usa ka coherent superposition human sa pagliyok sa palibot.Ang nagbalik nga kahayag mosulod pag-usab sa usa ka light-emitting diode (LED), nga gigamit sa pag-ila sa intensity niini.Samtang ang prinsipyo sa usa ka fiber optic gyroscope ingon og prangka, ang labing hinungdanon nga hagit mao ang pagwagtang sa mga hinungdan nga makaapekto sa gitas-on sa optical nga agianan sa duha ka light beam.Kini usa sa labing kritikal nga mga isyu nga giatubang sa pagpalambo sa fiber optic gyroscopes.
1: superluminescent diode 2: diode sa photodetector
3.light source coupler 4.fiber ring coupler 5.optical fiber singsing
Mga Kaayohan sa Fiber Optic Gyroscope
Ang mga FOG nagtanyag og daghang mga bentaha nga naghimo kanila nga bililhon sa mga inertial navigation system.Nailhan sila sa ilang talagsaon nga katukma, kasaligan, ug kalig-on.Dili sama sa mekanikal nga gyros, ang mga FOG walay mga nagalihok nga mga bahin, nga nagpamenos sa risgo sa pagkaguba.Dugang pa, sila makasugakod sa kakurat ug pagkurog, nga naghimo kanila nga sulundon alang sa nangayo nga mga palibot sama sa aerospace ug mga aplikasyon sa depensa.
Paghiusa sa Fiber Optic Gyroscope sa Inertial Navigation
Ang mga inertial navigation system labi nga nag-apil sa mga FOG tungod sa ilang taas nga katukma ug kasaligan.Kini nga mga gyroscope naghatag sa hinungdanon nga mga pagsukod sa angular nga tulin nga gikinahanglan alang sa tukma nga pagtino sa oryentasyon ug posisyon.Pinaagi sa pag-integrate sa mga FOG ngadto sa kasamtangan nga inertial navigation system, ang mga operators makabenepisyo gikan sa mas maayo nga pagkasibu sa nabigasyon, ilabina sa mga sitwasyon diin gikinahanglan ang grabeng katukma.
Mga Aplikasyon sa Fiber Optic Gyroscope sa Inertial Navigation
Ang paglakip sa mga FOG nagpalapad sa mga aplikasyon sa inertial navigation system sa lainlaing mga dominyo.Sa aerospace ug aviation, ang FOG-equipped system nagtanyag ug tukma nga mga solusyon sa nabigasyon alang sa ayroplano, drone, ug spacecraft.Kaylap usab kini nga gigamit sa maritime navigation, geological surveys, ug advanced robotics, nga makapahimo niini nga mga sistema sa pag-operate uban sa gipauswag nga performance ug kasaligan.
Nagkalainlain nga Structural Variant sa Fiber Optic Gyroscopes
Fiber optic gyroscopes moabut sa lain-laing mga structural configurations, uban sa nag-una sa usa nga karon mosulod sa gingharian sa engineering mao angclosed-loop polarization-pagmintinar sa fiber optic gyroscope.Sa kinauyokan niini nga gyroscope mao angpolarization-pagmintinar sa fiber loop, nga naglangkob sa polarization-maintaining nga mga lanot ug usa ka tukma nga gidisenyo nga balangkas.Ang pagtukod niini nga loop naglakip sa upat ka pilo nga simetriko nga winding nga pamaagi, nga gidugangan sa usa ka talagsaon nga sealing gel aron maporma ang solid-state fiber loop coil.
Key Features saPolarization-Pagmintinar sa Fiber Optic Gyro Coil
▶ Talagsaong Disenyo sa Framework:Ang gyroscope loops adunay usa ka lahi nga disenyo sa balangkas nga nag-akomodar sa lainlaing mga lahi sa mga lanot nga nagmintinar sa polarization nga dali.
▶Upat ka pilo nga Symmetric Winding Technique:Ang fourfold symmetric winding technique nagpamenos sa epekto sa Shupe, nga nagsiguro sa tukma ug kasaligan nga mga sukod.
▶ Advanced nga Sealing Gel nga Materyal:Ang paggamit sa mga advanced sealing gel nga mga materyales, inubanan sa usa ka talagsaon nga pamaagi sa pag-ayo, nagpalambo sa resistensya sa mga vibrations, nga naghimo niini nga mga gyroscope loop nga sulundon alang sa mga aplikasyon sa lisud nga mga palibot.
▶ Taas nga Temperatura nga Pagkakasaligan nga Kalig-on:Ang mga galong sa gyroscope nagpakita sa kalig-on sa pagkadugtong sa temperatura, nga nagsiguro sa katukma bisan sa lainlaing mga kondisyon sa thermal.
▶Gisimple nga Gaan nga Balangkas:Ang mga galong sa gyroscope gi-engineered sa usa ka prangka apan gaan nga balangkas, nga naggarantiya sa taas nga katukma sa pagproseso.
▶Makanunayon nga Proseso sa Winding:Ang proseso sa winding nagpabilin nga lig-on, pagpahiangay sa mga kinahanglanon sa lainlaing mga precision fiber optic gyroscope.
Reperensya
Groves, PD (2008).Pasiuna sa Inertial Navigation.Ang Journal of Navigation, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019).Mga teknolohiya sa inertial sensor alang sa mga aplikasyon sa nabigasyon: estado sa arte.Satellite Navigation, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007).Usa ka pasiuna sa inertial navigation.Unibersidad sa Cambridge, Computer Laboratory, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, JP (1985).Paghisgot sa posisyon ug makanunayon nga pagmodelo sa kalibutan alang sa mga mobile robot.Sa Proceedings sa 1985 IEEE International Conference on Robotics and Automation(Tomo 2, pp. 138-145).IEEE.
Nagkinahanglan ug Libre nga Konsulasyon?
UBAN AKONG MGA PROYEKTO
DAGHANG MGA BUHAT NGA AKONG NAtampo.PAGPADAYAG!
