Unsa ang Inertial nga Nabigasyon?
Mga Sukaranan sa Inertial Navigation
Ang mga sukaranang prinsipyo sa inertial navigation susama sa ubang mga pamaagi sa nabigasyon. Nagsalig kini sa pagkuha sa hinungdanong impormasyon, lakip ang inisyal nga posisyon, inisyal nga oryentasyon, direksyon ug oryentasyon sa paglihok sa matag gutlo, ug padayon nga pag-integrate niini nga mga datos (parehas sa mga operasyon sa mathematical integration) aron tukma nga mahibal-an ang mga parameter sa nabigasyon, sama sa oryentasyon ug posisyon.
Ang Papel sa mga Sensor sa Inertial Navigation
Aron makuha ang kasamtangang oryentasyon (attitude) 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 kasagaran gilangkoban sa mga accelerometer ug gyroscope. Kini nga mga sensor nagsukod sa angular velocity ug acceleration sa carrier sa usa ka inertial reference frame. Ang datos dayon gi-integrate ug giproseso sa paglabay sa panahon aron makuha ang impormasyon sa velocity ug relative position. Sunod, kini nga impormasyon gibag-o ngadto sa navigation coordinate system, inubanan sa inisyal nga datos sa posisyon, nga matapos sa pagtino sa kasamtangang lokasyon sa carrier.
Mga Prinsipyo sa Operasyon sa Inertial Navigation Systems
Ang mga inertial navigation system naglihok isip self-contained, internal closed-loop navigation system. Wala kini nagsalig sa real-time external data updates aron matul-id ang mga sayop atol sa paglihok sa carrier. Busa, ang usa ka inertial navigation system angay alang sa mga buluhaton sa nabigasyon nga mubo ang gidugayon. Alang sa mga operasyon nga taas ang gidugayon, kinahanglan kini nga iuban sa ubang mga pamaagi sa nabigasyon, sama sa mga satellite-based navigation system, aron matag karon ug unya matul-id ang natipon nga mga internal nga sayop.
Ang Pagtago sa Inertial Navigation
Sa modernong mga teknolohiya sa nabigasyon, lakip na ang celestial navigation, satellite navigation, ug radio navigation, ang inertial navigation talagsaon nga awtonomiya. Dili kini mopagawas og mga signal sa gawas nga palibot ni magdepende sa mga butang sa langit o mga eksternal nga signal. Tungod niini, ang inertial navigation system nagtanyag sa labing taas nga lebel sa pagkatago, nga naghimo niini nga sulundon alang sa mga aplikasyon nga nanginahanglan sa labing taas nga kompidensyalidad.
Opisyal nga Kahulugan sa Inertial Navigation
Ang Inertial Navigation System (INS) usa ka sistema sa pagbanabana sa parameter sa nabigasyon nga naggamit og mga gyroscope ug accelerometer isip mga sensor. Ang sistema, base sa output sa mga gyroscope, nagtukod og sistema sa koordinasyon sa nabigasyon samtang gigamit ang output sa mga accelerometer aron makalkulo ang katulin ug posisyon sa carrier sa sistema sa koordinasyon sa nabigasyon.
Mga Aplikasyon sa Inertial Navigation
Ang inertial nga teknolohiya nakakaplag ug halapad nga aplikasyon sa lain-laing mga natad, lakip ang aerospace, abyasyon, maritime, eksplorasyon sa petrolyo, geodesy, oceanographic surveys, geological drilling, robotics, ug mga sistema sa riles. Uban sa pag-abot sa mga abante nga inertial sensors, ang inertial nga teknolohiya nagpalapad sa gamit niini sa industriya sa automotive ug mga medikal nga elektronik nga aparato, ug uban pang mga natad. Kini nga nagkalapad nga sakup sa mga aplikasyon nagpasiugda sa nagkadako nga hinungdanon nga papel sa inertial navigation sa paghatag og taas nga katukma sa nabigasyon ug mga kapabilidad sa pagposisyon alang sa daghang mga aplikasyon.
Ang Kinauyokan nga Bahin sa Inertial Guidance:Fiber Optic nga Giroskopyo
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 mga sangkap nga nakapauswag pag-ayo sa mga kapabilidad niini 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 velocity sa carrier nga adunay talagsaong katukma.
Operasyon sa Fiber Optic Gyroscope
Ang mga FOG naglihok base sa prinsipyo sa Sagnac effect, nga naglambigit sa pagbahin sa laser beam ngadto sa duha ka managlahing agianan, nga nagtugot niini sa pagbiyahe sa magkaatbang nga direksyon subay sa usa ka coiled fiber optic loop. Kung ang carrier, nga nalambigit sa FOG, mo-rotate, ang kalainan sa oras sa pagbiyahe tali sa duha ka beam proporsyonal sa angular velocity sa rotation sa carrier. Kini nga time delay, nailhan nga Sagnac phase shift, gisukod dayon sa tukma, nga nagtugot sa FOG sa paghatag og tukma nga datos bahin sa rotation sa carrier.
Ang prinsipyo sa usa ka fiber optic gyroscope naglambigit sa pagpagawas sa usa ka silaw sa kahayag gikan sa usa ka photodetector. Kini nga silaw sa kahayag moagi sa usa ka coupler, mosulod gikan sa usa ka tumoy ug mogawas gikan sa lain. Dayon kini mobiyahe agi sa usa ka optical loop. Duha ka silaw sa kahayag, nga gikan sa lain-laing direksyon, mosulod sa loop ug mokompleto sa usa ka coherent superposition human sa paglibot. Ang mibalik nga kahayag mosulod pag-usab sa usa ka light-emitting diode (LED), nga gigamit sa pag-detect sa intensity niini. Samtang ang prinsipyo sa usa ka fiber optic gyroscope daw prangka, ang labing dakong hagit anaa sa pagwagtang sa mga hinungdan nga makaapekto sa optical path length sa duha ka light beam. Kini usa sa labing kritikal nga mga isyu nga giatubang sa pag-uswag sa fiber optic gyroscopes.
1：superluminescent diode 2：diode sa photodetector
3. coupler sa tinubdan sa kahayag 4.fiber ring coupler 5. singsing nga optikal nga fiber
Mga Bentaha sa Fiber Optic Gyroscopes
Ang mga FOG nagtanyag og daghang mga bentaha nga naghimo kanila nga bililhon sa mga inertial navigation system. Nailhan sila tungod sa ilang talagsaong katukma, kasaligan, ug kalig-on. Dili sama sa mechanical gyros, ang mga FOG walay naglihok nga mga parte, nga nagpamenos sa risgo sa pagkaguba ug pagkagisi. Dugang pa, kini makasugakod sa shock ug vibration, nga naghimo kanila nga sulundon alang sa lisud nga mga palibot sama sa aerospace ug mga aplikasyon sa depensa.
Paghiusa sa Fiber Optic Gyroscopes sa Inertial Navigation
Ang mga inertial navigation system nagkadaghan nga naggamit og mga FOG tungod sa ilang taas nga katukma ug kasaligan. Kini nga mga gyroscope naghatag sa hinungdanon nga mga sukod sa angular velocity nga gikinahanglan alang sa tukma nga pagtino sa oryentasyon ug posisyon. Pinaagi sa pag-integrate sa mga FOG sa kasamtangang inertial navigation system, ang mga operator makabenepisyo gikan sa gipauswag nga katukma sa nabigasyon, labi na sa mga sitwasyon diin gikinahanglan ang grabeng katukma.
Mga Aplikasyon sa Fiber Optic Gyroscopes sa Inertial Navigation
Ang paglakip sa mga FOG nagpalapad sa mga aplikasyon sa inertial navigation system sa lainlaing mga natad. Sa aerospace ug abyasyon, ang mga sistema nga adunay FOG nagtanyag og tukma nga mga solusyon sa nabigasyon para sa mga eroplano, drone, ug spacecraft. Kini kaylap usab nga gigamit sa maritime navigation, geological survey, ug advanced robotics, nga nagtugot niini nga mga sistema nga molihok nga adunay gipauswag nga performance ug kasaligan.
Nagkalainlaing Estruktural nga mga Baryante sa Fiber Optic Gyroscopes
Ang fiber optic gyroscopes anaa sa nagkalain-laing istruktura, ug ang nag-unang gigamit karon sa inhenyeriya mao anggiroskopyo nga fiber optic nga nagmintinar sa polarisasyon nga sirado-loopSa kinauyokan niining giroskopyo mao angfiber loop nga nagmintinar sa polarisasyon, nga gilangkoban sa mga lanot nga nagmintinar sa polarisasyon ug usa ka tukma nga gidisenyo nga balangkas. Ang pagtukod niini nga loop naglambigit sa usa ka upat ka pilo nga simetriko nga pamaagi sa pagwinding, nga gidugangan sa usa ka talagsaon nga sealing gel aron maporma ang usa ka solid-state fiber loop coil.
Mga Pangunang Kinaiya saPagmentinar sa Fiber Optic nga Nagmintinar sa Polarisasyonyro Coil
▶Talagsaong Disenyo sa Balangkas:Ang mga gyroscope loop adunay lahi nga disenyo sa balangkas nga dali nga modawat sa lainlaing mga klase sa mga lanot nga nagmintinar sa polarization.
▶Upat ka Pilo nga Simetriko nga Teknik sa Pagwinding:Ang fourfold symmetric winding technique nagpamenos sa Shupe effect, nga nagsiguro sa tukma ug kasaligan nga mga sukod.
▶Materyal sa Abansado nga Sealing Gel:Ang paggamit sa mga abante nga sealing gel nga materyales, inubanan sa talagsaon nga pamaagi sa pag-cure, nagpalambo sa resistensya sa mga vibrations, nga naghimo niining mga gyroscope loops nga sulundon alang sa mga aplikasyon sa lisud nga mga palibot.
▶Kalig-on sa Pagkaparehas sa Taas nga Temperatura:Ang mga gyroscope loop nagpakita og taas nga temperatura nga coherence stability, nga nagsiguro sa katukma bisan sa lain-laing mga kondisyon sa kainit.
▶Gipasimple nga Magaan nga Balangkas:Ang mga gyroscope loops gidesinyo gamit ang simple apan gaan nga gambalay, nga naggarantiya sa taas nga katukma sa pagproseso.
▶Makanunayong Proseso sa Pagwinding:Ang proseso sa pagliko-liko nagpabilin nga lig-on, nga nahiuyon sa mga kinahanglanon sa lainlaing mga precision fiber optic gyroscope.
Reperensya
Groves, PD (2008). Pasiuna sa Inertial nga Nabigasyon.Ang Journal sa Nabigasyon, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Mga teknolohiya sa inertial sensor para sa mga aplikasyon sa nabigasyon: pinakabag-o.Nabigasyon sa Satelayt, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). Usa ka pasiuna sa inertial navigation.Unibersidad sa Cambridge, Laboratoryo sa Kompyuter, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, JP (1985). Pagtumbok sa posisyon ug makanunayong pagmodelo sa kalibutan para sa mga mobile robot.Sa mga Proceedings sa 1985 IEEE International Conference on Robotics and Automation(Tomo 2, pp. 138-145). IEEE.
Nagkinahanglan ug Libreng Konsultasyon?
PIPILA SA AKONG MGA PROYEKTO
NINDOT NGA MGA OBRA NGA AKONG GI-ATBANG. MAPASIGARBO!
