Підпишіться на наші соціальні мережі, щоб отримувати оперативні публікації
В епоху революційного технологічного прогресу навігаційні системи стали фундаментальними стовпами, що сприяло численним досягненням, особливо в секторах, які мають важливе значення для точності. Подорож від елементарної небесної навігації до складних інерціальних навігаційних систем (INS) уособлює непохитні зусилля людства щодо дослідження та високої точності. Цей аналіз глибоко заглиблюється в складну механіку INS, досліджуючи передові технології волоконно-оптичних гіроскопів (FOG) і ключову роль поляризації в підтримці волоконних петель.
Частина 1: Розшифровка інерціальних навігаційних систем (INS):
Інерціальні навігаційні системи (INS) виділяються як автономні навігаційні засоби, які точно обчислюють положення, орієнтацію та швидкість автомобіля незалежно від зовнішніх сигналів. Ці системи гармонізують датчики руху та обертання, бездоганно інтегруючись із обчислювальними моделями для початкової швидкості, положення та орієнтації.
Архетипова INS охоплює три основні компоненти:
· Акселерометри: ці найважливіші елементи реєструють лінійне прискорення автомобіля, перетворюючи рух у вимірювані дані.
· Гіроскопи: інтегральні для визначення кутової швидкості, ці компоненти є ключовими для орієнтації системи.
· Комп’ютерний модуль: нервовий центр INS, який обробляє багатогранні дані для отримання позиційної аналітики в реальному часі.
Стійкість INS до зовнішніх збоїв робить її незамінною в оборонних секторах. Однак він бореться з «дрейфом» – поступовим зниженням точності, що вимагає складних рішень, таких як злиття датчиків для зменшення помилок (Chatfield, 1997).
Частина 2. Робоча динаміка оптоволоконного гіроскопа:
Волоконно-оптичні гіроскопи (FOG) знаменують трансформаційну еру в датчиках обертання, використовуючи інтерференцію світла. Завдяки точності в основі ВОГ є життєво важливими для стабілізації та навігації аерокосмічних апаратів.
ТУМО працюють на основі ефекту Саньяка, коли світло, що проходить у протилежних напрямках у обертовій волоконній котушці, виявляє фазовий зсув, що корелює зі змінами швидкості обертання. Цей тонкий механізм перетворюється на точні показники кутової швидкості.
Основні компоненти включають:
· Джерело світла: початкова точка, як правило, лазер, що ініціює когерентну подорож світла.
· Оптоволоконна котушка: Згорнутий оптичний канал подовжує траєкторію світла, тим самим посилюючи ефект Саньяка.
· Фотодетектор: цей компонент розпізнає складні інтерференційні картини світла.
Частина 3: Значення волоконних петель для збереження поляризації:
Оптоволоконні петлі з підтримкою поляризації (PM), які є основними для ВОГ, забезпечують рівномірний стан поляризації світла, що є ключовим фактором точності інтерференційної картини. Ці спеціалізовані волокна, що борються з дисперсією поляризаційної моди, підвищують чутливість до ВОГ і достовірність даних (Kersey, 1996).
Вибір волокон ПМ, продиктований вимогами експлуатації, фізичними характеристиками та системною гармонією, впливає на загальні показники продуктивності.
Частина 4: Застосування та емпіричні докази:
FOG та INS знаходять резонанс у різноманітних додатках, від оркестрування безпілотних літальних апаратів до забезпечення кінематографічної стабільності серед непередбачуваного навколишнього середовища. Свідченням їхньої надійності є їх розміщення на марсоходах NASA, що сприяє безвідмовній позаземній навігації (Maimone, Cheng та Matthies, 2007).
Ринкові траєкторії передбачають зростання ніші для цих технологій із векторами досліджень, спрямованими на посилення стійкості системи, точності матриць і спектрів адаптивності (MarketsandMarkets, 2020).
Кільцевий лазерний гіроскоп
Схема оптоволоконного гіроскопа на основі ефекту Саньяка
Література:
- Чатфілд, AB, 1997.Основи високоточної інерціальної навігації.Прогрес космонавтики та аеронавтики, вип. 174. Рестон, Вірджинія: Американський інститут аеронавтики та астронавтики.
- Kersey, AD, et al., 1996. «Волоконно-оптичні гіроскопи: 20 років технологічного прогресу», вПраці IEEE,84 (12), стор. 1830-1834.
- Maimone, MW, Cheng, Y., і Matthies, L., 2007. "Візуальна одометрія на марсоходах - інструмент для забезпечення точного водіння та наукової візуалізації",Журнал IEEE Robotics & Automation,14(2), стор 54-62.
- MarketsandMarkets, 2020. «Ринок інерціальних навігаційних систем за класом, технологією, застосуванням, компонентом і регіоном – глобальний прогноз до 2025 року».
Відмова від відповідальності:
- Цим ми заявляємо, що певні зображення, розміщені на нашому веб-сайті, зібрані з Інтернету та Вікіпедії з метою подальшого навчання та обміну інформацією. Ми поважаємо права інтелектуальної власності всіх авторів. Ці зображення використовуються без наміру отримання комерційної вигоди.
- Якщо ви вважаєте, що будь-який використаний вміст порушує ваші авторські права, зв’яжіться з нами. Ми більш ніж готові вжити відповідних заходів, включаючи видалення зображень або надання належного посилання на джерело, щоб забезпечити відповідність законам і нормам інтелектуальної власності. Наша мета — підтримувати платформу з багатим вмістом, справедливу та з повагою до прав інтелектуальної власності інших.
- Будь ласка, зв’яжіться з нами за допомогою вказаного нижче способу зв’язку，email: sales@lumispot.cn. Ми зобов’язуємося вживати негайних заходів після отримання будь-якого повідомлення та гарантуємо 100% співпрацю у вирішенні будь-яких подібних проблем.
Час публікації: 18 жовтня 2023 р