Ataletsel Navigasyon

Ataletsel Navigasyon

Lazer Uygulama Alanı

Ataletsel Navigasyon Nedir?

 

Ataletsel Navigasyonun Temelleri

Ataletsel navigasyonun temel prensipleri diğer navigasyon yöntemlerine benzer.Başlangıç ​​konumu, başlangıç ​​yönelimi, her andaki hareketin yönü ve oryantasyonu dahil olmak üzere önemli bilgilerin edinilmesine ve oryantasyon ve konum gibi navigasyon parametrelerini kesin olarak belirlemek için bu verilerin (matematiksel entegrasyon işlemlerine benzer şekilde) aşamalı olarak entegre edilmesine dayanır.

 

Ataletsel Navigasyonda Sensörlerin Rolü

Hareketli bir nesnenin mevcut yönelimini (tutumunu) ve konum bilgisini elde etmek için eylemsiz navigasyon sistemleri, öncelikle ivmeölçerler ve jiroskoplardan oluşan bir dizi kritik sensör kullanır.Bu sensörler, eylemsiz bir referans çerçevesinde taşıyıcının açısal hızını ve ivmesini ölçer.Veriler daha sonra hız ve göreceli konum bilgilerini elde etmek için zaman içinde entegre edilir ve işlenir.Daha sonra bu bilgi, başlangıç ​​konum verileriyle birlikte navigasyon koordinat sistemine dönüştürülür ve taşıyıcının mevcut konumunun belirlenmesiyle sonuçlanır.

 

Ataletsel Navigasyon Sistemlerinin Çalışma Prensipleri

Ataletsel navigasyon sistemleri, kendi kendine yeten, dahili kapalı döngü navigasyon sistemleri olarak çalışır.Taşıyıcının hareketi sırasındaki hataları düzeltmek için gerçek zamanlı harici veri güncellemelerine güvenmezler.Bu nedenle, tek bir eylemsiz navigasyon sistemi kısa süreli navigasyon görevleri için uygundur.Uzun süreli operasyonlarda biriken iç hataların periyodik olarak düzeltilmesi için uydu tabanlı navigasyon sistemleri gibi diğer navigasyon yöntemleriyle birleştirilmelidir.

 

Ataletsel Navigasyonun Gizlenebilirliği

Göksel navigasyon, uydu navigasyonu ve radyo navigasyonu gibi modern navigasyon teknolojilerinde ataletsel navigasyon otonom olarak öne çıkıyor.Ne dış ortama sinyal gönderir ne de gök cisimlerine veya dış sinyallere bağlıdır.Sonuç olarak, eylemsiz navigasyon sistemleri en yüksek düzeyde gizlenebilirlik sunarak onları en üst düzeyde gizlilik gerektiren uygulamalar için ideal kılar.

 

Ataletsel Navigasyonun Resmi Tanımı

Ataletsel Navigasyon Sistemi (INS), jiroskopları ve ivmeölçerleri sensör olarak kullanan bir navigasyon parametresi tahmin sistemidir.Jiroskopların çıktılarına dayanan sistem, taşıyıcının navigasyon koordinat sistemindeki hızını ve konumunu hesaplamak için ivmeölçerlerin çıktısını kullanırken bir navigasyon koordinat sistemi oluşturur.

 

Ataletsel Navigasyon Uygulamaları

Atalet teknolojisi, havacılık, havacılık, denizcilik, petrol arama, jeodezi, oşinografik araştırmalar, jeolojik sondaj, robotik ve demiryolu sistemleri dahil olmak üzere çeşitli alanlarda geniş kapsamlı uygulamalar bulmuştur.Gelişmiş atalet sensörlerinin ortaya çıkışıyla birlikte atalet teknolojisinin kullanım alanı diğer alanların yanı sıra otomotiv endüstrisi ve tıbbi elektronik cihazlara da yayıldı.Uygulamaların bu genişleyen kapsamı, çok sayıda uygulama için yüksek hassasiyetli navigasyon ve konumlandırma yetenekleri sağlamada atalet navigasyonunun giderek daha önemli hale gelen rolünün altını çiziyor.

Fiber Optik GYRO Bobin

Fiber Optik Gyro Bobin

Daha fazla bilgi edin
Ase ışık kaynağı

SİSLER ASE Işık Kaynağı

Daha fazla bilgi edin

** An eylemsiz navigasyon sistemiKonum ve yönelimi ölçmek için sensörler kullanır.Afiber optik jiroskopHassas bir dönüş sensörü olan , bir içerirfiber optik halka(Fiber Optik Bobintemel bir bileşen olarak.Fiber optik jiroskoplar, eylemsiz navigasyon sistemlerinin doğruluğunu artırmak ve daha kesin navigasyon verileri sağlamak için kullanılır.

Avantajlarıeylemsiz navigasyon

1. Dış bilgilere bağlı olmayan özerk sistem.

2. Dış elektromanyetik etkilerden etkilenmez.

3. Konum, hız, tutum açısı ve diğer verileri sağlayabilir.

4. Navigasyon bilgilerinin iyi sürekliliği ve düşük gürültü.

5. Güncellenen verilerin yüksek doğruluğu ve iyi stabilite.

Ataletsel Rehberliğin Temel Bileşeni:

Fiber Optik Jiroskop

 

Fiber Optik Jiroskoplara Giriş

Ataletsel navigasyon sistemleri, temel bileşenlerinin doğruluğuna ve kesinliğine büyük ölçüde güvenmektedir.Bu sistemlerin yeteneklerini önemli ölçüde artıran bileşenlerden biri de Fiber Optik Jiroskoptur (FOG).FOG, taşıyıcının açısal hızının dikkate değer bir doğrulukla ölçülmesinde çok önemli bir rol oynayan kritik bir sensördür.

 

Fiber Optik Jiroskop Operasyonu

FOG'lar, bir lazer ışınını iki ayrı yola bölerek sarmal bir fiber optik döngü boyunca zıt yönlerde hareket etmesine izin veren Sagnac etkisi prensibiyle çalışır.FOG ile gömülü taşıyıcı döndüğünde, iki ışın arasındaki seyahat süresindeki fark, taşıyıcının dönüşünün açısal hızıyla orantılıdır.Sagnac faz kayması olarak bilinen bu zaman gecikmesi daha sonra hassas bir şekilde ölçülür ve FOG'un taşıyıcının dönüşüne ilişkin doğru verileri sağlamasına olanak tanır.

 

Fiber optik jiroskopun prensibi, bir fotodetektörden bir ışık ışınının yayılmasını içerir.Bu ışık huzmesi bir bağlayıcıdan geçerek bir uçtan girip diğer uçtan çıkar.Daha sonra optik bir döngüden geçer.Farklı yönlerden gelen iki ışık huzmesi döngüye giriyor ve etrafında döndükten sonra tutarlı bir süperpozisyon tamamlıyor.Geri dönen ışık, yoğunluğunu tespit etmek için kullanılan bir ışık yayan diyota (LED) tekrar girer.Fiber optik jiroskopun prensibi basit gibi görünse de en önemli zorluk, iki ışık ışınının optik yol uzunluğunu etkileyen faktörlerin ortadan kaldırılmasında yatmaktadır.Bu, fiber optik jiroskopların geliştirilmesinde karşılaşılan en kritik sorunlardan biridir.

 合器

1: süper parlak diyot           2: fotodedektör diyot

3. ışık kaynağı bağlaştırıcısı           4.fiber halka çoğaltıcı            5.optik fiber halka

Fiber Optik Jiroskopların Avantajları

FOG'lar, onları eylemsiz navigasyon sistemlerinde paha biçilmez kılan çeşitli avantajlar sunar.Olağanüstü doğrulukları, güvenilirlikleri ve dayanıklılıklarıyla ünlüdürler.Mekanik jiroskopların aksine FOG'ların hareketli parçaları yoktur, bu da aşınma ve yıpranma riskini azaltır.Ayrıca şok ve titreşime karşı dayanıklı olmaları, onları havacılık ve savunma uygulamaları gibi zorlu ortamlar için ideal kılmaktadır.

 

Ataletsel Navigasyona Fiber Optik Jiroskopların Entegrasyonu

Ataletsel navigasyon sistemleri, yüksek hassasiyetleri ve güvenilirlikleri nedeniyle giderek daha fazla FOG'ları içeriyor.Bu jiroskoplar, yön ve konumun doğru belirlenmesi için gereken önemli açısal hız ölçümlerini sağlar.Operatörler, FOG'ları mevcut atalet navigasyon sistemlerine entegre ederek, özellikle aşırı hassasiyetin gerekli olduğu durumlarda, gelişmiş navigasyon doğruluğundan yararlanabilirler.

 

Ataletsel Navigasyonda Fiber Optik Jiroskop Uygulamaları

FOG'ların dahil edilmesi, eylemsiz navigasyon sistemlerinin uygulamalarını çeşitli alanlarda genişletti.Havacılık ve havacılıkta FOG donanımlı sistemler, uçaklar, dronlar ve uzay araçları için hassas navigasyon çözümleri sunar.Ayrıca deniz navigasyonunda, jeolojik araştırmalarda ve gelişmiş robot biliminde de yaygın olarak kullanılmakta ve bu sistemlerin gelişmiş performans ve güvenilirlikle çalışmasını sağlamaktadır.

 

Fiber Optik Jiroskopların Farklı Yapısal Çeşitleri

Fiber optik jiroskoplar çeşitli yapısal konfigürasyonlara sahiptir; şu anda mühendislik alanına giren en yaygın olanıkapalı döngü polarizasyonunu koruyan fiber optik jiroskop.Bu jiroskopun merkezindepolarizasyonu koruyan fiber döngüPolarizasyonu koruyan fiberlerden ve hassas şekilde tasarlanmış bir çerçeveden oluşur.Bu döngünün yapısı, katı hal fiber döngü bobini oluşturmak için benzersiz bir sızdırmazlık jeli ile desteklenen dört katlı simetrik sarma yöntemini içerir.

 

Temel Özellikleri

Polarizasyonu Koruyan Fiber Optik Gyıl Bobin

▶Benzersiz Çerçeve Tasarımı:Jiroskop döngüleri, çeşitli tipteki polarizasyonu koruyan fiberleri kolaylıkla barındıran kendine özgü bir çerçeve tasarımına sahiptir.

▶Dörtlü Simetrik Sarım Tekniği:Dört kat simetrik sarma tekniği Shupe etkisini en aza indirerek hassas ve güvenilir ölçümler sağlar.

▶Gelişmiş Sızdırmazlık Jeli Malzemesi:Gelişmiş sızdırmazlık jeli malzemelerinin benzersiz bir kürleme tekniğiyle bir araya getirilmesi, titreşimlere karşı direnci artırarak bu jiroskop döngülerini zorlu ortamlardaki uygulamalar için ideal hale getirir.

▶Yüksek Sıcaklık Tutarlılığı Kararlılığı:Jiroskop döngüleri yüksek sıcaklık tutarlılığı stabilitesi sergileyerek değişen termal koşullarda bile doğruluk sağlar.

▶Basitleştirilmiş Hafif Çerçeve:Jiroskop döngüleri, yüksek işlem hassasiyetini garanti eden basit ama hafif bir çerçeveyle tasarlanmıştır.

▶Tutarlı Sarma İşlemi:Sarma işlemi sabit kalır ve çeşitli hassas fiber optik jiroskopların gereksinimlerine uyum sağlar.

Referans

Groves, PD (2008).Ataletsel Navigasyona Giriş.Navigasyon Dergisi, 61(1), 13-28.

El-Sheimy, N., Hou, H. ve Niu, X. (2019).Navigasyon uygulamaları için atalet sensörleri teknolojileri: son teknoloji.Uydu Navigasyonu, 1(1), 1-15.

Woodman, OJ (2007).Ataletsel navigasyona giriş.Cambridge Üniversitesi, Bilgisayar Laboratuvarı, UCAM-CL-TR-696.

Chatila, R. ve Laumond, JP (1985).Mobil robotlar için konum referanslaması ve tutarlı dünya modellemesi.1985 IEEE Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı Bildirilerinde(Cilt 2, s. 138-145).IEEE.

ilgili ürünler