التطبيقات

النقاط الرئيسيةالمنتج: نظام ملاحة بالقصور الذاتي (INS) يعتمد على IMUالميزات الرئيسية:المكونات: يستخدم مقاييس التسارع والجيروسكوبات MEMS لقياس التسارع والسرعة الزاوية في الوقت الحقيقي.الوظيفة: يدمج بيانات الموقف والموقف الأولية مع قياسات IMU لحساب الموقف والموقف في الوقت الحقيقي.التطبيقات: مثالية للملاحة الداخلية والفضاء والأنظمة المستقلة والروبوتات.التحديات: يعالج أخطاء المستشعر، والانجراف التراكمي، وتأثيرات البيئة الديناميكية من خلال طرق المعايرة والتصفية.الاستنتاج: يوفر تحديد المواقع بدقة في البيئات الصعبة، مع أداء قوي عند دمجه مع أنظمة تحديد المواقع المساعدة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يعد حساب موضع بيانات القصور الذاتي النقية (IMU) من تقنيات تحديد المواقع الشائعة. يقوم بحساب الكائن المستهدف في الوقت الفعلي باستخدام معلومات التسارع والسرعة الزاوية التي تم الحصول عليها بواسطة وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU)، بالإضافة إلى معلومات الموقع الأولي والموقف. موقف. ستقدم هذه المقالة المبادئ وسيناريوهات التطبيق وبعض التحديات التقنية ذات الصلة لحساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي.1. مبدأ حساب الموقع بناءً على بيانات الملاحة بالقصور الذاتييعد حساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي الخالص طريقة لتحديد المواقع تعتمد على مبدأ قياس القصور الذاتي. IMU عبارة عن مستشعر يدمج مقياس التسارع والجيروسكوب. من خلال قياس التسارع والسرعة الزاوية للكائن المستهدف في ثلاثة اتجاهات، يمكن استخلاص معلومات موضع واتجاه الكائن المستهدف.في حساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي، من الضروري أولاً الحصول على معلومات الموقع الأولي والموقف للكائن المستهدف. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق إدخال أجهزة استشعار أخرى (مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والبوصلة، وما إلى ذلك) أو المعايرة اليدوية. تلعب معلومات الموقف الأولي والموقف دورًا مهمًا في عملية الحل. إنها توفر نقطة بداية بحيث يمكن تحويل بيانات التسارع والسرعة الزاوية التي تم قياسها بواسطة IMU إلى الإزاحة الفعلية وتغييرات الموقف للكائن المستهدف.بعد ذلك، استنادًا إلى بيانات التسارع والسرعة الزاوية التي تم قياسها بواسطة IMU، بالإضافة إلى معلومات الموقع الأولي والموقف، يمكن استخدام التكامل العددي أو خوارزميات التصفية لحساب موضع الكائن المستهدف في الوقت الفعلي. تحصل طريقة التكامل العددي على سرعة وإزاحة الكائن المستهدف من خلال فصل ودمج بيانات التسارع والسرعة الزاوية. تستخدم خوارزمية التصفية طرقًا مثل تصفية كالمان أو تصفية كالمان الموسعة لتصفية البيانات المقاسة بواسطة IMU للحصول على تقدير موضع الكائن المستهدف وموقفه.2. سيناريوهات التطبيق لحساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتييتم استخدام حساب الموضع استنادًا إلى بيانات الملاحة بالقصور الذاتي على نطاق واسع في العديد من المجالات. من بينها، يعد التنقل الداخلي أحد سيناريوهات التطبيق النموذجية لحساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي. في البيئات الداخلية، عادةً ما تكون إشارات GPS غير قادرة على الوصول، ويمكن لحساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي النقي استخدام البيانات المقاسة بواسطة IMU لتحقيق تحديد موضع دقيق للأشياء المستهدفة في الداخل. وهذا له أهمية كبيرة في مجالات مثل القيادة الذاتية وروبوتات الملاحة الداخلية.يمكن أيضًا استخدام حساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي في مجال الفضاء الجوي. في الطائرات، نظرًا لاحتمال تداخل إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على ارتفاعات عالية أو بعيدًا عن الأرض، يمكن استخدام حساب موقع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي كطريقة احتياطية لتحديد المواقع. ويمكنه حساب موقع الطائرة واتجاهها في الوقت الفعلي من خلال البيانات المقاسة بواسطة IMU، وتقديمها إلى نظام التحكم في الطيران لتحقيق استقرار الموقف وتخطيط مسار الرحلة.3. تحديات حساب الموقع باستخدام بيانات الملاحة بالقصور الذاتيلا يزال حساب الموقع استنادًا إلى بيانات الملاحة بالقصور الذاتي يواجه بعض التحديات في التطبيقات العملية. بادئ ذي بدء، يحتوي مستشعر IMU نفسه على أخطاء وضوضاء، مما سيؤثر على دقة تحديد المواقع. من أجل تحسين دقة الحل، يحتاج مستشعر IMU إلى معايرة وتعويض الخطأ، ويتم استخدام خوارزمية تصفية مناسبة لتقليل الخطأ.حساب الموقع بناءً على بيانات الملاحة بالقصور الذاتي النقي يكون عرضة للأخطاء التراكمية أثناء الحركات طويلة المدى. نظرًا لخصائص عملية التكامل، حتى لو كانت دقة القياس لمستشعر IMU عالية، فإن التكامل طويل المدى سيؤدي إلى تراكم أخطاء تحديد المواقع. من أجل حل هذه المشكلة، يمكن تقديم وسائل تحديد المواقع الأخرى (مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وأجهزة الاستشعار البصرية، وما إلى ذلك) لتحديد المواقع المساعدة، أو يمكن استخدام طريقة الملاحة بالقصور الذاتي المقترنة بإحكام.يحتاج حساب الموقع استنادًا إلى بيانات الملاحة بالقصور الذاتي النقية أيضًا إلى مراعاة تأثير البيئة الديناميكية. في بيئة ديناميكية، قد يتأثر الكائن المستهدف بقوى خارجية، مما يتسبب في انحرافات في البيانات المقاسة بواسطة IMU. ومن أجل تحسين قوة الحل، يمكن تعويض تأثيرات البيئات الديناميكية من خلال طرق مثل تقدير الحركة والمعايرة الديناميكية.تلخيصيعد حساب موضع البيانات بالقصور الذاتي النقي طريقة لتحديد المواقع تعتمد على قياس IMU. من خلال الحصول على بيانات التسارع والسرعة الزاوية، بالإضافة إلى معلومات الموقع الأولي والاتجاه، يتم حساب موضع واتجاه الكائن المستهدف في الوقت الفعلي. لديها تطبيقات واسعة في الملاحة الداخلية والفضاء وغيرها من المجالات. ومع ذلك، فإن حساب موضع بيانات الملاحة بالقصور الذاتي النقي يواجه أيضًا تحديات مثل خطأ المعايرة، والخطأ التراكمي، والبيئة الديناميكية. من أجل تحسين دقة الحل ومتانته، يجب اعتماد طرق المعايرة المناسبة وخوارزميات التصفية وطرق تحديد المواقع المساعدة. تتميز وحدة MEMS IMU التي طورتها شركة Micro-Magic Inc بشكل مستقل بدقة عالية نسبيًا، مثل UF300A وUF300B، والتي تتمتع بدقة أعلى وهي منتجات من فئة الملاحة. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن IMU، يرجى الاتصال بالفنيين المحترفين لدينا في أقرب وقت ممكن. يو اف 300وحدة قياس القصور الذاتي المصغرة عالية الدقة وحدة قياس القصور الذاتي للألياف البصرية -

النقاط الرئيسيةالمنتج: جيروسكوب الألياف الضوئية المتكامل القائم على الشريحةالميزات الرئيسية:المكونات: تستخدم شريحة بصرية متكاملة تجمع بين وظائف مثل التلألؤ وتقسيم الشعاع والتعديل والكشف على منصة غشاء رقيق من نيوبات الليثيوم (LNOI).الوظيفة: يحقق تكامل "متعدد في واحد" لوظائف المسار البصري غير الحساسة، مما يقلل من الحجم وتكاليف الإنتاج مع تعزيز الاستقطاب وتعديل الطور للحصول على أداء جيروسكوب دقيق.التطبيقات: مناسبة لتحديد المواقع، والملاحة، والتحكم في الموقف، وقياس ميل آبار النفط.التحسين: يمكن أن تؤدي التحسينات الإضافية في نسبة انقراض الاستقطاب وقوة الانبعاث وكفاءة الاقتران إلى تعزيز الاستقرار والدقة.الاستنتاج: يمهد هذا التصميم المتكامل الطريق لجيروسكوبات الألياف الضوئية المصغرة ومنخفضة التكلفة، مما يلبي الطلب المتزايد على حلول الملاحة بالقصور الذاتي المدمجة والموثوقة.مع مزايا الحالة الصلبة والأداء العالي والتصميم المرن، أصبح جيروسكوب الألياف الضوئية هو الجيروسكوب بالقصور الذاتي السائد، والذي يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل تحديد المواقع والملاحة والتحكم في المواقف وقياس ميل آبار النفط. في ظل الوضع الجديد، يتطور الجيل الجديد من نظام الملاحة بالقصور الذاتي نحو التصغير والتكلفة المنخفضة، مما يطرح متطلبات أعلى وأعلى للأداء الشامل للجيروسكوب مثل الحجم والدقة والتكلفة. في السنوات الأخيرة، تطور الجيروسكوب الرنان النصف كروي وجيروسكوب MEMS بسرعة مع ميزة الحجم الصغير، مما له تأثير معين على سوق جيروسكوب الألياف الضوئية. التحدي الرئيسي المتمثل في تقليل حجم الجيروسكوب البصري التقليدي هو تقليل حجم المسار البصري. في المخطط التقليدي، يتكون المسار البصري لجيروسكوب الألياف الضوئية من عدة أجهزة بصرية منفصلة، يتم تحقيق كل منها بناءً على مبادئ وعمليات مختلفة ولها عبوة مستقلة وضفيرة. ونتيجة لذلك، يقترب حجم الجهاز بموجب التقنية السابقة من حد التخفيض، ومن الصعب دعم التخفيض الإضافي لحجم جيروسكوب الألياف الضوئية. لذلك، من الضروري استكشاف حلول تقنية جديدة لتحقيق التكامل الفعال للوظائف المختلفة للمسار البصري، وتقليل حجم المسار البصري الجيروسكوبي بشكل كبير، وتحسين توافق العملية، وتقليل تكلفة إنتاج الجهاز.مع تطور تكنولوجيا الدوائر المتكاملة لأشباه الموصلات، حققت التكنولوجيا البصرية المتكاملة اختراقات تدريجية، وتم تقليل حجم الميزة بشكل مستمر، ودخلت المستوى الصغير والنانو، مما عزز بشكل كبير التطوير الفني للرقائق الضوئية المتكاملة، وقد تم تطبيقها في الاتصالات البصرية والحوسبة البصرية والاستشعار البصري وغيرها من المجالات. توفر التكنولوجيا البصرية المتكاملة حلاً تقنيًا جديدًا وواعدًا للتصغير والتكلفة المنخفضة للمسار البصري لجيروسكوب الألياف الضوئية.1 تصميم مخطط الرقاقة الضوئية المتكامل1.1 التصميم العاممصدر ضوء التوجيه البصري التقليدي (SLD أو ASE)، وقارنة التوصيل المستدقة الليفية (يُشار إليها باسم "المقرنة")، ومُعدِّل طور الدليل الموجي للفرع Y (يُشار إليه باسم "مُعدِّل الدليل الموجي Y")، والكاشف، والحلقة الحساسة (حلقة الألياف). من بينها، الحلقة الحساسة هي الوحدة الأساسية لمعدل الزاوية الحساسة، ويؤثر حجمها بشكل مباشر على دقة الجيروسكوب.نقترح شريحة متكاملة هجينة، والتي تتكون من مكون مصدر الضوء، ومكون متعدد الوظائف ومكون كشف من خلال التكامل الهجين. من بينها، جزء مصدر الضوء هو مكون مستقل، يتكون من شريحة SLD، ومكون موازنة العزل والمكونات الطرفية مثل المشتت الحراري ومبرد أشباه الموصلات. تتكون وحدة الكشف من شريحة كشف وشريحة مضخم للمقاومة. الوحدة متعددة الوظائف هي الجسم الرئيسي للرقاقة المتكاملة الهجينة، والتي يتم تحقيقها بناءً على شريحة رقيقة من نيوبات الليثيوم (LNOI)، وتتضمن بشكل أساسي الدليل الموجي البصري، وتحويل بقعة الوضع، والمستقطب، ومقسم الشعاع، ومخفف الوضع، والمغير وغيرها. هياكل الرقائق. يتم إرسال الشعاع المنبعث من شريحة SLD إلى الدليل الموجي LNOI بعد العزلة والموازاة.يقوم المستقطب بتحريف ضوء الإدخال، ويقوم مخفف الوضع بتخفيف وضع عدم العمل. بعد أن يقوم مقسم الشعاع بتقسيم الشعاع ويقوم المغير بتعديل الطور، تدخل شريحة الإخراج إلى الحلقة الحساسة والمعدل الزاوي الحساس. يتم التقاط شدة الضوء بواسطة شريحة الكاشف، ويتدفق الخرج الكهروضوئي المتولد عبر شريحة مضخم المقاومة إلى دائرة إزالة التشكيل.تتميز الشريحة الضوئية المدمجة الهجينة بوظائف التألق، وتقسيم الشعاع، ودمج الشعاع، والانحراف، والتعديل، والكشف، وما إلى ذلك. إنها تحقق التكامل "متعدد في واحد" للوظائف غير الحساسة للمسار البصري الجيروسكوبي. تعتمد جيروسكوبات الألياف الضوئية على معدل الزاوية الحساسة للشعاع المتماسك بدرجة عالية من الاستقطاب، ويؤثر أداء الاستقطاب بشكل مباشر على دقة الجيروسكوبات. يعد مُعدِّل الدليل الموجي Y التقليدي نفسه جهازًا متكاملاً، يتمتع بوظائف الانحراف وتقسيم الشعاع ودمج الشعاع والتعديل. بفضل طرق تعديل المواد مثل تبادل البروتونات أو نشر التيتانيوم، تتمتع وحدات تعديل الدليل الموجي Y بقدرة انحراف عالية للغاية. ومع ذلك، يجب أن تأخذ مواد الأغشية الرقيقة في الاعتبار متطلبات الحجم والتكامل والقدرة على الانحراف، والتي لا يمكن تلبيتها بطرق تعديل المواد. من ناحية أخرى، فإن مجال وضع الدليل الموجي البصري للأغشية الرقيقة أصغر بكثير من مجال الدليل الموجي البصري للمواد السائبة، مما يؤدي إلى تغييرات في توزيع المجال الكهروستاتيكي ومعلمات مؤشر الانكسار الكهربي، ويحتاج هيكل القطب إلى إعادة تصميم. ولذلك، فإن المستقطب والمغير هما نقطتا التصميم الأساسيتان لشريحة "الكل في واحد".1.2 تصميم محدديتم الحصول على خصائص الاستقطاب عن طريق التحيز الهيكلي، وتم تصميم مستقطب على الرقاقة، والذي يتكون من دليل موجي منحني ودليل موجي مستقيممتفق. يمكن للدليل الموجي المنحني أن يحد من الفرق بين وضع الإرسال ووضع عدم الإرسال، ويحقق تأثير انحياز الوضع. يتم تقليل فقدان الإرسال في وضع الإرسال عن طريق ضبط الإزاحة.تتأثر خصائص إرسال الدليل الموجي البصري بشكل أساسي بفقدان التشتت وتسرب الأسلوب وفقدان الإشعاع وفقدان عدم تطابق الأسلوب. من الناحية النظرية، تكون خسارة التشتت وتسرب الوضع في أدلة الموجات المنحنية الصغيرة صغيرة، وهي محدودة بشكل أساسي بالعملية المتأخرة. ومع ذلك، فإن فقدان الإشعاع للأدلة الموجية المنحنية أمر متأصل وله تأثيرات مختلفة على الأوضاع المختلفة. تتأثر خصائص إرسال الدليل الموجي المنحني بشكل أساسي بفقدان عدم تطابق الوضع، ويوجد تداخل في الوضع عند تقاطع الدليل الموجي المستقيم والدليل الموجي المنحني، مما يؤدي إلى زيادة حادة في تشتت الوضع. عندما تنتقل موجة الضوء إلى الدليل الموجي المستقطب، بسبب وجود الانحناء، يختلف معامل الانكسار الفعال لوضع موجة الضوء في الاتجاه الرأسي والاتجاه الموازي، ويختلف تقييد الوضع، مما يؤدي إلى توهين مختلف تأثيرات لأوضاع TE وTM.ولذلك، فمن الضروري تصميم معلمات الدليل الموجي الانحناء لتحقيق أداء الانحراف. من بينها، نصف قطر الانحناء هو المعلمة الرئيسية لدليل الموجة الانحناء. يتم حساب خسارة الإرسال تحت نصف قطر انحناء مختلف ومقارنة الخسارة بين الأوضاع المختلفة بواسطة أداة حل الوضع الذاتي FDTD. أظهرت النتائج المحسوبة أن فقدان الدليل الموجي يتناقص مع زيادة نصف القطر عند نصف قطر الانحناء الصغير. على هذا الأساس، يتم حساب العلاقة بين خاصية الاستقطاب (نسبة وضع TE إلى وضع TM) ونصف قطر الانحناء، وتتناسب خاصية الاستقطاب عكسيا مع نصف قطر الانحناء. يجب أن يأخذ تحديد نصف قطر الانحناء للمستقطب الموجود على الرقاقة في الاعتبار الحساب النظري ونتائج المحاكاة والقدرة التكنولوجية والطلب الفعلي.يتم استخدام المجال الزمني للفرق المحدود (FDTD) لمحاكاة مجال الضوء المرسل للمستقطب الموجود على الرقاقة. يمكن أن يمر وضع TE عبر بنية الدليل الموجي بخسارة منخفضة، بينما يمكن أن ينتج وضع TM توهينًا واضحًا للوضع، وذلك للحصول على ضوء مستقطب بنسبة انقراض عالية. من خلال زيادة عدد أدلة الموجات المتتالية، يمكن تحسين نسبة انقراض نسبة انقراض الاستقطاب، ويمكن الحصول على أداء أفضل من -35 ديسيبل لنسبة انقراض الاستقطاب على مقياس ميكرون. وفي الوقت نفسه، يكون هيكل الدليل الموجي على الرقاقة بسيطًا، ومن السهل تحقيق تصنيع منخفض التكلفة للجهاز.2 التحقق من أداء الشريحة الضوئية المتكاملةشريحة LNOI الرئيسية للرقاقة الضوئية المدمجة عبارة عن عينة غير مقطعة محفورة بهياكل شرائح متعددة، ويبلغ حجم شريحة LNOI الرئيسية الواحدة 11 مم × 3 مم. يتضمن اختبار أداء الشريحة الضوئية المدمجة بشكل أساسي قياس النسبة الطيفية ونسبة انقراض الاستقطاب والجهد نصف الموجي.استنادًا إلى الشريحة الضوئية المدمجة، تم بناء نموذج أولي للجيروسكوب، وتم إجراء اختبار أداء الشريحة الضوئية المدمجة. أداء انحياز صفري ثابت لنموذج أولي جيروسكوبي يعتمد على شريحة بصرية مدمجة في أساس معزول غير اهتزازي في درجة حرارة الغرفة. على أساس مجموعةيحتوي الجيروسكوب الذي تم تشكيله في الشريحة الضوئية على انجراف طويل الأمد في قطاع بدء التشغيل، والذي يحدث بشكل أساسي بسبب خاصية بدء التشغيل لمصدر الضوء والخسارة الكبيرة للوصلة الضوئية. في اختبار مدته 90 دقيقة، كان استقرار التحيز الصفري للجيروسكوب هو 0.17 درجة/ساعة (10 ثوانٍ). بالمقارنة مع الجيروسكوب المعتمد على الأجهزة المنفصلة التقليدية، فإن مؤشر استقرار التحيز الصفري يتدهور بترتيب من حيث الحجم، مما يشير إلى أن الشريحة الضوئية المدمجة تحتاج إلى مزيد من التحسين. اتجاهات التحسين الرئيسية: تحسين نسبة انقراض الاستقطاب للرقاقة، وتحسين الطاقة المضيئة للرقاقة الباعثة للضوء، وتحسين كفاءة الاقتران النهائي للرقاقة، وتقليل الخسارة الإجمالية للرقاقة المدمجة.3 ملخصنقترح شريحة بصرية متكاملة تعتمد على LNOI، والتي يمكنها تحقيق تكامل الوظائف غير الحساسة مثل التلألؤ وتقسيم الشعاع ودمج الشعاع والانحراف والتشكيل والكشف. يبلغ استقرار التحيز الصفري للنموذج الجيروسكوبي الأولي المعتمد على الشريحة الضوئية المدمجة 0.17 درجة/ساعة. بالمقارنة مع الأجهزة المنفصلة التقليدية، لا يزال أداء الشريحة به فجوة معينة، والتي تحتاج إلى مزيد من التحسين والتحسين. نحن نستكشف بشكل مبدئي جدوى وظائف المسار البصري المتكاملة تمامًا باستثناء الحلقة، والتي يمكن أن تزيد من قيمة تطبيق الرقاقة الضوئية المدمجة في الجيروسكوب، وتلبية احتياجات التطوير للتصغير والتكلفة المنخفضة لجيروسكوب الألياف الضوئية.GF50جيروسكوب الألياف البصرية القياسي العسكري ذو المحور الواحد ذو الدقة المتوسطة GF60أحادية المحور الألياف الدوران منخفضة الطاقة الألياف البصرية الدوران Imu معدل الزاوي للملاحة 

النقاط الرئيسيةالمنتج: نظام اكتشاف جيروسكوب البئر الشمالي من MEMSالميزات الرئيسية:المكونات: يستخدم جيروسكوبات MEMS للتوجه نحو الشمال، ويتميز بحجم صغير، وتكلفة منخفضة، ومقاومة عالية للصدمات.الوظيفة: تستخدم طريقة محسنة للموقعين (90 درجة و270 درجة) وتصحيح الموقف في الوقت الحقيقي لتحديد الشمال بدقة.التطبيقات: مُحسّن لأنظمة الحفر في قاع البئر في البيئات المعقدة تحت الأرض.دمج البيانات: يجمع بين بيانات الجيروسكوب وتصحيحات الانحراف المغناطيسي المحلي لحساب الشمال الحقيقي، مما يضمن التنقل الدقيق أثناء الحفر.الاستنتاج: يوفر قدرات دقيقة وموثوقة ومستقلة في اكتشاف الشمال، وهو مثالي لحفر الآبار والتطبيقات المماثلة.جيروسكوب MEMS الجديد هو نوع من الجيروسكوب بالقصور الذاتي مع بنية بسيطة، والتي تتميز بمزايا التكلفة المنخفضة، وصغر الحجم، ومقاومة الاهتزازات العالية للصدمات. يمكن لجيروسكوب الشمال بالقصور الذاتي أن يكمل الشمال المستقل الذي يبحث عن جميع الأحوال الجوية دون قيود خارجية، ويمكنه تحقيق سرعة وكفاءة عالية ودقة عالية وعمل مستمر. استنادًا إلى مزايا جيروسكوب MEMS، يعد جيروسكوب MEMS مناسبًا جدًا لنظام العثور على شمال قاع البئر. تصف هذه الورقة بحث الاندماج المجزأ لنظام اكتشاف شمال البئر الجيروسكوبي MEMS. فيما يلي سيتم عرض الاكتشاف الشمالي المحسّن ذو الموقعين، ومخطط اكتشاف الشمال لدمج البئر الجيروسكوبي MEMS وتحديد قيمة العثور على الشمال.تحسين العثور على موقعين في الشماليحدد مخطط البحث عن الشمال الثابت ذو الموقعين عمومًا 0 درجة و180 درجة كموضعين أولي ونهائي لبحث الشمال. بعد التجارب المتكررة، يتم جمع السرعة الزاوية لإخراج الجيروسكوب، ويتم الحصول على زاوية البحث الشمالية النهائية من خلال الجمع بين خط العرض المحلي. اعتمدت التجربة طريقة الموضعين كل 10 درجات، وجمعت 360 درجة من القرص الدوار، وتم جمع إجمالي 36 مجموعة من البيانات. بعد حساب متوسط كل مجموعة من البيانات، تم عرض قيم الحل المقاسة في الشكل 1 أدناه.الشكل 1: منحنى تركيب إخراج الجيروسكوب من 0 إلى 360 درجةكما يتبين من الشكل 1، فإن منحنى تركيب الإخراج هو منحنى جيب التمام، ولكن البيانات التجريبية والزوايا لا تزال صغيرة، والنتائج التجريبية تفتقر إلى الدقة. تم إجراء تجارب متكررة، وتم تمديد زاوية الاستحواذ إلى 0 ~ 660 درجة، وتم إجراء طريقة الموضعين كل 10 درجات من 0 درجة، وتم عرض نتائج البيانات في الشكل 2. اتجاه الصورة هو جيب التمام منحنى، وهناك اختلافات واضحة في توزيع البيانات. عند قمة وقاع منحنى جيب التمام، يكون توزيع نقاط البيانات متناثرًا وتكون درجة الملاءمة للمنحنى منخفضة، بينما في المكان الذي به أعلى ميل للمنحنى، تكون ملاءمة نقاط البيانات للمنحنى أكثر بديهي.الشكل 2: منحنى تركيب إخراج الجيروسكوب في موقعين 0 ~ 660 درجةبالاقتران مع العلاقة بين السمت وسعة إخراج الجيروسكوب في الشكل 3، يمكن استنتاج أن البيانات مناسبة بشكل أفضل عندما يتم اعتماد اكتشاف الشمال ذو الموضعين عند 90 درجة و270 درجة، مما يشير إلى أنه من الأسهل والأكثر دقة الكشف الزاوية الشمالية في الاتجاه الشرقي الغربي. لذلك، يتم استخدام 90 درجة و270 درجة، بدلاً من 0 درجة و180 درجة، في هذه الورقة باعتبارها موقعين شماليين يبحثان عن مواضع اكتساب مخرجات الجيروسكوب.الشكل 3: العلاقة بين السمت وسعة إخراج الجيروسكوبMEMS جيروسكوب بئر الانصهار شمالًاعندما يتم استخدام الجيروسكوب MEMS في نظام اكتشاف البئر الشمالي، فإنه يواجه بيئة معقدة، وستكون هناك زاوية متغيرة مع الحفر، وبالتالي يصبح حل الزاوية الشمالية أكثر تعقيدًا. في هذا القسم، استنادًا إلى تحسين مخطط اكتشاف الشمال ثنائي الموقع في القسم السابق، تم اقتراح طريقة للحصول على زاوية الموقف من خلال التحكم في الدوران وفقًا لمعلومات بيانات الإخراج، ويتم الحصول على الزاوية المضمنة مع الشمال. يظهر مخطط التدفق المحدد في الشكل 4.يتم نقل جيروسكوب MEMS إلى الكمبيوتر العلوي من خلال واجهة البيانات RS232. كما هو موضح في الشكل 4، بعد الحصول على زاوية الشمال الأولية من خلال البحث شمالًا في الموقعين، يتم تنفيذ الخطوة التالية للحفر أثناء الحفر. وبعد تلقي تعليمات الشمال تتوقف أعمال الحفر. يتم جمع إخراج زاوية الموقف بواسطة جيروسكوب MEMS وإرساله إلى الكمبيوتر العلوي. يتم التحكم في دوران نظام البحث عن شمال البئر من خلال معلومات زاوية الموقف، ويتم ضبط زاوية التدحرج وزاوية الميل إلى 0. زاوية العنوان في هذه اللحظة هي الزاوية بين المحور الحساس واتجاه الشمال المغناطيسي.في هذا المخطط، يمكن الحصول على الزاوية بين جيروسكوب MEMS واتجاه الشمال الحقيقي في الوقت الفعلي من خلال جمع معلومات زاوية الموقف.الشكل 4: مخطط تدفق العثور على الشماليتم تحديد القيمة التي تسعى إلى الشمالفي مخطط اكتشاف الشمال الاندماجي، تم إجراء اكتشاف الشمال المحسن ذو الموقعين على جيروسكوب MEMS. بعد الانتهاء من اكتشاف الشمال، تم الحصول على موضع الشمال الأولي، وتم تسجيل زاوية العنوان θ، وكانت حالة الموقف الأولية (0،0، θ)، كما هو مبين في الشكل 5 (أ). عندما يتم الحفر، تتغير زاوية وضع الجيروسكوب، ويتم تنظيم زاوية اللف وزاوية الميل بواسطة الطاولة الدوارة، كما هو موضح في الشكل 5 (ب).كما هو موضح في الشكل 5 (ب)، عند حفر لقمة الحفر، يتلقى النظام معلومات زاوية الموقف لأداة الموقف، ويحتاج إلى الحكم على أحجام زاوية اللفة γ 'وزاوية الملعب β'، وتدويرها من خلال التحكم في الدوران النظام لجعلها تتحول إلى 0. في هذا الوقت، بيانات زاوية عنوان الإخراج هي الزاوية بين المحور الحساس واتجاه الشمال المغناطيسي. يجب الحصول على الزاوية بين المحور الحساس واتجاه الشمال الحقيقي وفقًا للعلاقة بين الشمال المغناطيسي واتجاه الشمال الحقيقي، ويجب الحصول على زاوية الشمال الحقيقية من خلال الجمع بين زاوية الانحراف المغناطيسي المحلية. الحل هو كما يلي:θ’=Φ-∆φفي الصيغة أعلاه، θ 'لقمة الحفر وزاوية اتجاه الشمال الحقيقية، ∆φ هي زاوية الانحراف المغناطيسي المحلي، Φ هي لقمة الحفر وزاوية الشمال المغناطيسية.الشكل 5: تغيير زاوية الموقف الأولي والحفريتم تحديد القيمة التي تسعى إلى الشمالفي هذا الفصل، تمت دراسة مخطط اكتشاف الشمال لجيروسكوب MEMS تحت الأرض لنظام اكتشاف الشمال. استنادًا إلى مخطط اكتشاف الشمال ثنائي الموقع، يُقترح مخطط اكتشاف شمالي محسّن ثنائي الموقع بزاوية 90 درجة و270 درجة كمواضع بداية. مع التقدم المستمر لجيروسكوب MEMS، يمكن لجيروسكوب MEMS الذي يبحث عن الشمال تحقيق اكتشاف مستقل للشمال، مثل MG2-101، نطاق القياس الديناميكي الخاص به هو 100 درجة / ثانية، ويمكن أن يعمل في بيئة -40 درجة مئوية ~ +85 درجة مئوية ، عدم استقرار التحيز هو 0.1 درجة / ساعة، والسرعة الزاوية العشوائية هي 0.005 درجة / √ ساعة.أتمنى أن تتمكن من فهم مخطط اكتشاف الشمال لجيروسكوب MEMS من خلال هذه المقالة، وأتطلع إلى مناقشة المشكلات المهنية معك. MG502ميمس جيروسكوب MG502  

النقاط الرئيسيةالمنتج: نظام ملاحة بالقصور الذاتي (INS) يعتمد على IMUالميزات الرئيسية:المكونات: يستخدم مقاييس التسارع والجيروسكوبات MEMS لقياس التسارع والسرعة الزاوية في الوقت الحقيقي.الوظيفة: يدمج بيانات الموقف والموقف الأولية مع قياسات IMU لحساب الموقف والموقف في الوقت الحقيقي.التطبيقات: مثالية للملاحة الداخلية والفضاء والأنظمة المستقلة والروبوتات.التحديات: يعالج أخطاء المستشعر، والانجراف التراكمي، وتأثيرات البيئة الديناميكية من خلال طرق المعايرة والتصفية.الاستنتاج: يوفر تحديد المواقع بدقة في البيئات الصعبة، مع أداء قوي عند دمجه مع أنظمة تحديد المواقع المساعدة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يعد قانون الانجراف المستمر للأداة مع درجة حرارة الثيودوليت الجيروسكوبي ظاهرة معقدة تتضمن تفاعل مكونات وأنظمة متعددة داخل الجهاز. يشير ثابت الأداة إلى القيمة المرجعية للقياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل ظروف محددة. ومن الأهمية بمكان ضمان دقة القياس والاستقرار.سوف تتسبب التغيرات في درجات الحرارة في انحراف ثوابت الأجهزة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الاختلافات في معاملات التمدد الحراري للمواد تسبب تغيرات في هيكل الجهاز، ويتغير أداء المكونات الإلكترونية مع تغيرات درجة الحرارة. غالبًا ما يكون نمط الانجراف هذا غير خطي لأن المواد والمكونات المختلفة تستجيب بشكل مختلف لدرجة الحرارة.من أجل دراسة انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى سلسلة من التجارب وتحليل البيانات. يتضمن ذلك معايرة وقياس الجهاز عند درجات حرارة مختلفة، وتسجيل التغيرات في ثوابت الجهاز، وتحليل العلاقة بين درجة الحرارة وثوابت الجهاز.ومن خلال تحليل البيانات التجريبية يمكن معرفة اتجاه ثوابت الجهاز التي تتغير مع تغير درجة الحرارة، ويمكن محاولة إنشاء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة. يمكن أن تعتمد هذه النماذج على الانحدار الخطي، أو تركيب متعدد الحدود، أو طرق إحصائية أخرى، وتستخدم للتنبؤ والتعويض عن الانجراف في ثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة.يعد فهم انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة أمرًا مهمًا للغاية لتحسين دقة القياس واستقراره. من خلال اتخاذ تدابير التعويض المقابلة، مثل التحكم في درجة الحرارة والمعايرة ومعالجة البيانات، يمكن تقليل تأثير درجة الحرارة على ثوابت الجهاز، وبالتالي تحسين أداء القياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي.تجدر الإشارة إلى أن قواعد الانجراف المحددة وطرق التعويض قد تختلف وفقًا لنماذج المزواة الجيروسكوبية المختلفة وسيناريوهات التطبيق. لذلك، في التطبيقات العملية، يجب دراسة التدابير المقابلة وتنفيذها وفقًا لمواقف محددة.عادةً ما تتضمن دراسة نمط الانجراف لثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة مراقبة وتحليل أداء الأداة في ظل ظروف درجات حرارة مختلفة.الغرض من هذا البحث هو فهم كيفية تأثير التغيرات في درجة الحرارة على ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي وربما إيجاد طريقة للتعويض أو تصحيح تأثير درجة الحرارة هذا.تشير الثوابت الآلية بشكل عام إلى الخصائص المتأصلة للأداة في ظل ظروف معينة، مثل درجة الحرارة القياسية. بالنسبة للمثواة الجيروسكوبية، قد تكون ثوابت الجهاز مرتبطة بدقة القياس والثبات وما إلى ذلك.عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة، قد تتغير خصائص المواد والهيكل الميكانيكي وما إلى ذلك داخل الجهاز، مما يؤثر على ثوابت الجهاز.لدراسة نمط الانجراف هذا، عادة ما تكون الخطوات التالية مطلوبة:حدد نطاقًا من نقاط درجة الحرارة المختلفة لتغطية بيئات التشغيل التي قد يواجهها الثيودوليت الجيروسكوبي.قم بإجراء قياسات اتجاهية متعددة عند كل نقطة درجة حرارة للحصول على عينات بيانات كافية.تحليل البيانات ومراقبة اتجاه ثوابت الصك كدالة لدرجة الحرارة.حاول بناء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة، مثل الانحدار الخطي، وتركيب متعدد الحدود، وما إلى ذلك.استخدم هذا النموذج للتنبؤ بثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة وربما تطوير طرق للتعويض عن تأثيرات درجات الحرارة.قد يبدو النموذج الرياضي كما يلي:ك(تي) = أ + ب × تي + ج × تي^2 + …من بينها، K(T) هو ثابت الأداة عند درجة الحرارة T، وa، b، c، وما إلى ذلك هي المعاملات التي سيتم تركيبها.هذا النوع من الأبحاث له أهمية كبيرة في تحسين أداء الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل الظروف البيئية المختلفة.تجدر الإشارة إلى أن طرق البحث والنماذج الرياضية المحددة قد تختلف وفقًا لنماذج الأدوات المحددة وسيناريوهات التطبيق.تلخيصيعد قانون الانجراف المستمر للأداة مع درجة حرارة الثيودوليت الجيروسكوبي ظاهرة معقدة تتضمن تفاعل مكونات وأنظمة متعددة داخل الجهاز. يشير ثابت الأداة إلى القيمة المرجعية للقياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل ظروف محددة. ومن الأهمية بمكان ضمان دقة القياس والاستقرار.سوف تتسبب التغيرات في درجات الحرارة في انحراف ثوابت الأجهزة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الاختلافات في معاملات التمدد الحراري للمواد تسبب تغيرات في هيكل الجهاز، ويتغير أداء المكونات الإلكترونية مع تغيرات درجة الحرارة. غالبًا ما يكون نمط الانجراف هذا غير خطي لأن المواد والمكونات المختلفة تستجيب بشكل مختلف لدرجة الحرارة.من أجل دراسة انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى سلسلة من التجارب وتحليل البيانات. يتضمن ذلك معايرة وقياس الجهاز عند درجات حرارة مختلفة، وتسجيل التغيرات في ثوابت الجهاز، وتحليل العلاقة بين درجة الحرارة وثوابت الجهاز.ومن خلال تحليل البيانات التجريبية يمكن معرفة اتجاه ثوابت الجهاز التي تتغير مع تغير درجة الحرارة، ويمكن محاولة إنشاء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة. يمكن أن تعتمد هذه النماذج على الانحدار الخطي، أو تركيب متعدد الحدود، أو طرق إحصائية أخرى، وتستخدم للتنبؤ والتعويض عن الانجراف في ثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة.يعد فهم انجراف ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة أمرًا مهمًا للغاية لتحسين دقة القياس واستقراره. من خلال اتخاذ تدابير التعويض المقابلة، مثل التحكم في درجة الحرارة والمعايرة ومعالجة البيانات، يمكن تقليل تأثير درجة الحرارة على ثوابت الجهاز، وبالتالي تحسين أداء القياس لجهاز الثيودوليت الجيروسكوبي.تجدر الإشارة إلى أن قواعد الانجراف المحددة وطرق التعويض قد تختلف وفقًا لنماذج المزواة الجيروسكوبية المختلفة وسيناريوهات التطبيق. لذلك، في التطبيقات العملية، يجب دراسة التدابير المقابلة وتنفيذها وفقًا لمواقف محددة.عادةً ما تتضمن دراسة نمط الانجراف لثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي مع درجة الحرارة مراقبة وتحليل أداء الأداة في ظل ظروف درجات حرارة مختلفة.الغرض من هذا البحث هو فهم كيفية تأثير التغيرات في درجة الحرارة على ثوابت أداة الثيودوليت الجيروسكوبي وربما إيجاد طريقة للتعويض أو تصحيح تأثير درجة الحرارة هذا.تشير الثوابت الآلية بشكل عام إلى الخصائص المتأصلة للأداة في ظل ظروف معينة، مثل درجة الحرارة القياسية. بالنسبة للمثواة الجيروسكوبية، قد تكون ثوابت الجهاز مرتبطة بدقة القياس والثبات وما إلى ذلك.عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة، قد تتغير خصائص المواد والهيكل الميكانيكي وما إلى ذلك داخل الجهاز، مما يؤثر على ثوابت الجهاز.لدراسة نمط الانجراف هذا، عادة ما تكون الخطوات التالية مطلوبة:حدد نطاقًا من نقاط درجة الحرارة المختلفة لتغطية بيئات التشغيل التي قد يواجهها الثيودوليت الجيروسكوبي.قم بإجراء قياسات اتجاهية متعددة عند كل نقطة درجة حرارة للحصول على عينات بيانات كافية.تحليل البيانات ومراقبة اتجاه ثوابت الصك كدالة لدرجة الحرارة.حاول بناء نموذج رياضي لوصف هذه العلاقة، مثل الانحدار الخطي، وتركيب متعدد الحدود، وما إلى ذلك.استخدم هذا النموذج للتنبؤ بثوابت الأجهزة عند درجات حرارة مختلفة وربما تطوير طرق للتعويض عن تأثيرات درجات الحرارة.قد يبدو النموذج الرياضي كما يلي:ك(تي) = أ + ب × تي + ج × تي^2 + …من بينها، K(T) هو ثابت الأداة عند درجة الحرارة T، وa، b، c، وما إلى ذلك هي المعاملات التي سيتم تركيبها.هذا النوع من الأبحاث له أهمية كبيرة في تحسين أداء الثيودوليت الجيروسكوبي في ظل الظروف البيئية المختلفة.تجدر الإشارة إلى أن طرق البحث والنماذج الرياضية المحددة قد تختلف وفقًا لنماذج الأدوات المحددة وسيناريوهات التطبيق. MG502ميمس جيروسكوب MG502  

النقاط الرئيسيةالمنتج: NF1000 Gyro North Finderالميزات الرئيسية:المكونات: يستخدم الجيروسكوب ومقياس التسارع المرن الكوارتز في نظام حزام لأسفل لقياس السمت بدقة.الوظيفة: توفر إمكانية البحث عن الشمال وتوجيهه في الوقت الفعلي وفي جميع الأحوال الجوية، وحساب زاوية السمت والميل لتطبيقات مثل الحفر الاتجاهي.التطبيقات: مثالية للعمليات العسكرية واستكشاف النفط والغاز والمشاريع الهندسية في الأماكن الضيقة.تصميم مضغوط: الحجم: Φ31.8 × 85 مم، الوزن: 400 جرام، مما يوفر سهولة الحمل والقدرة على التكيف.الأداء: تضمن الميزات المتقدمة مثل تعويض الميل والمحاذاة الذاتية توجيهًا دقيقًا وموثوقًا في البيئات الصعبة.الاستنتاج: يوفر NF1000 إمكانية البحث والتوجيه بسرعة ودقة نحو الشمال، مما يجعله أداة قيمة للحفر الاتجاهي والملاحة العسكرية والتطبيقات الهندسية الأخرى.في التوجه العسكري والمدني، يتم استخدام مكتشف الشمال على نطاق واسع. يمكنه تحديد الشمال في جميع الأحوال الجوية الثابتة، الشاملة، السريعة وفي الوقت الفعلي، وذلك لتحديد سمت الموجة الحاملة، أي الزاوية بين المحور المرجعي للموجة الحاملة واتجاه الشمال الحقيقي، والذي يتم استخدامه كمرجع السمت للمراقبة وتوجيه الهدف وإعادة ضبط نظام الملاحة. ويمكن استخدامه أيضًا كمرجع للعمليات تحت الأرض مثل الأنفاق والمناجم في التطبيقات العسكرية، خاصة التي تتطلب من مكتشف الشمال الجيروسكوبي تحقيق توجيه سريع ودقيق في وقت قصير.1. المبادئ الأساسية لاكتشاف الشماليستخدم مكتشف الشمال الجيروسكوب لحساب الزاوية بين الموجة الحاملة واتجاه الشمال الحقيقي. يستخدم هذا النظام جيروسكوب ومقياس تسارع كوارتز مرن لتشكيل نظام ربط. المحور الحساس لمقياس التسارع يوازي المحور الحساس للجيروسكوب. والآخر على طول المستوى الأفقي متعامد الدوران ومقياس التسارع لتشكيل تجميعة قصورية نسبة إلى قاعدة التثبيت حول المحور الرأسي حسب أمر نظام التحكم في دوران التجميعة حول دوران المحور الرأسي ويمكن حل موضعين لقياس تسارع السمت للتجميع بالقصور الذاتي للتعويض عن المكون الرأسي للسرعة الزاوية لدوران الأرض.2. تكنولوجيا حفر آبار النفطإن التنقيب عن النفط وتطويره هو صناعة عالية الاستثمار، وعالية المخاطر، وعالية العائد، وتعتمد على التكنولوجيا، وصناعة كثيفة رأس المال، واتخاذ القرار أو الأخطاء التشغيلية ستتسبب في خسائر اقتصادية واجتماعية فادحة.مع تحسن مستوى التنقيب عن النفط والغاز في البر والبحر، أصبحت أنواع مكامن النفط والغاز معقدة ومتنوعة، وتزايدت نسبة مكامن النفط والغاز ذات النفاذية المنخفضة والمنخفضة للغاية عاماً بعد عام، كما ازدادت لقد تطور عمق البئر من الضحلة والمتوسطة إلى العميقة وحتى العميقة للغاية. وتمتد أنواع مكامن النفط والغاز من التقليدية إلى غير التقليدية. امتد النوع الرسوبي من القاري إلى البحري. دخلت أعمال الاستكشاف والتطوير مرحلة منخفضة وعميقة وصعبة، مما يطرح تحديات جديدة أمام استغلال النفط والغاز. وفي هذه الحالة، فإن الاستخدام المستمر لتقنية الآبار العمودية لن يلبي احتياجات الحفر الحديث، لذلك ظهرت تقنية الحفر الاتجاهي.لطالما اعتبر الحفر الموجه "عملية وعلم تحويل بئر في اتجاه محدد من أجل الحفر إلى هدف محدد مسبقًا تحت الأرض". كما هو موضح من خلال مكتشف اتجاه الحفر الشمالي، فإن زاوية السمت وزاوية الميل هما معلمتان رئيسيتان لتحديد موضع ثقب الحفر. يمكن اختبار مؤشرات الأداء الرئيسية للجيروسكوب ومقياس التسارع ومعايرتها تلقائيًا باستخدام برنامج مكتشف الشمال الجيروسكوبي المدمج.أثناء بناء الحفر، يصل جهاز الحفر إلى موقع الحفر المحدد. وفقًا لزاوية السمت والميل المصممة، حدد المشغل مسبقًا تقريبًا زاوية الاتجاه والميل لجهاز الحفر، ثم وضع أداة اكتشاف الشمال في المكان الأفقي بالقرب من موقع الحفر لعملية البحث عن الشمال؛ بعد اكتمال اكتشاف الشمال، يتم وضع الباحث عن الشمال على حاجز التوجيه الخاص بمنصة الحفر لعرض معلومات موقف منصة الحفر الحالية (زاوية الميل وزاوية السمت)، ثم يتم تعديل موقف منصة الحفر حتى تصل المنصة إلى زاوية التصميم.وفقًا للمشاكل التي واجهناها في عملية مسح الحفر، أطلقنا جهاز اكتشاف الشمال ذو الشكل الجديد NF1000، خصيصًا لاستخراج البترول والحفر الموجه والتطبيقات الهندسية الأخرى، فهو لم يحقق طفرة في المظهر فحسب، بل أيضًا من حيث الحجم والوزن. تم تحسينه بشكل كبير، حيث يبلغ حجمه فقط مم Φ31.8 × 85 مم، والوزن 400 جرام، مما حقق طفرة كبيرة في المنتجات التقليدية بالقصور الذاتي لسلسلة North Finder. يسمح ظهورها لعدد أكبر من المهندسين بمواجهة بيئة مراقبة فضائية أكثر صعوبة ومحدودة.3. الملخصيستخدم الباحث الشمالي لشركة Micro-Magic Inc نظامًا للحزام. بالنسبة للانحراف الصفري والخطأ العشوائي لمكتشف الشمال، نفذت شركة Micro-Magic Inc العديد من الإصلاحات الفنية للمنتج. في الوقت الحاضر، لا يقوم أحدث الباحث عن الشمال NF1000 بوظائف تعويض الميل والمحاذاة الذاتية فحسب، بل يمكن استخدامه أيضًا في المسبار. يتم تسهيل المزيد من مساحة المراقبة المحدودة. إذا كنت مهتمًا بهذا المنتج، فيرجى مناقشة الأمر معنا. NF1000نظام الملاحة بالقصور الذاتي عالي الأداء الديناميكي MEMS North Seeker  

النقاط الرئيسيةالمنتج: نظام الملاحة بالقصور الذاتي North Finderالميزات الرئيسية:المكونات: يستخدم الجيروسكوبات ومقاييس التسارع لتوفير قياسات دقيقة للقصور الذاتي لوظيفة البحث عن الشمال.الوظيفة: يحدد بسرعة ودقة اتجاه الشمال في جميع الظروف الجوية، بشكل مستقل عن الإشارات الخارجية.التطبيقات: مناسبة للاستخدامات العسكرية والمدنية التي تتطلب توجيهًا مستقلاً ومقاومًا للتداخل.معالجة البيانات: يتميز ببرنامج متقدم لجمع بيانات الاستشعار ومعالجتها وتصحيح أخطاء الموقف.النمطية: البرنامج معياري لسهولة التطوير والاختبار والصيانة، مما يسمح بإجراء ترقيات مرنة للنظام.يعد ظهور مكتشف الشمال إنجازًا مهمًا في تطوير تكنولوجيا الملاحة بالقصور الذاتي. يتم استخدامه على نطاق واسع في المجالات العسكرية والمدنية من خلال تكوين أجهزة استشعار بالقصور الذاتي لتشكيل نظام قياس دقيق للقصور الذاتي، والذي يمكنه استشعار معلمات الموقع ذات الصلة للحامل بدقة، وتوفير موارد معلومات متنوعة مثل تنسيق الموقع والتوجيه والموقف للحامل معدات أخرى.مكتشف الشمال هو أداة بالقصور الذاتي، وله المزايا العامة لأدوات القصور الذاتي، أي استخدام مبدأ عمل القصور الذاتي، ولا يعتمد على معلومات خارجية عند العمل، ولا يشع الطاقة إلى الخارج، ولن يتعرض لتدخل العدو في العمل، لن يتعرض لمواد المجال المغناطيسي وغيرها من التداخلات البيئية، المقاومة البيئية الجيدة، في أداء البيئة العالية والمنخفضة الحرارة متفوقة، هو نظام يشير إلى التوجه المستقل. يمكنه تحديد الشمال بسرعة ودقة في بيئة مناسبة لجميع الأحوال الجوية.في جهاز مكتشف الشمال، يتم تصفية إخراج إشارة المستشعر للجيروسكوب ومقياس التسارع، وبوابته وتضخيمه، ويتم تحويل الإشارة التناظرية إلى إشارة رقمية بواسطة محول A/D إلى كمبيوتر التحكم في نظام البحث عن الشمال للحساب والمعالجة.يمكن القول أن برنامج مكتشف الشمال هو روح النظام، وبدون التحكم في البرنامج، تكون الأجهزة الموجودة في النظام عديمة الفائدة فعليًا ولا يمكنها تشغيل أدائها. يتحكم جزء البرنامج في أجهزة النظام بأكمله، ويحدد القيمة الأولية، ويجمع البيانات بانتظام، وواجهة التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر، ويوفر واجهة تسلسلية وواجهة اتصالات الشبكة لتحقيق تبادل البيانات مع العالم الخارجي.يشتمل المحتوى الرئيسي لبرنامج North Finder على جزأين: الأول هو برنامج الإدارة، الذي يجعل الأجهزة تعمل وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا، مثل تهيئة كل جزء، وإدارة المقاطعة في عملية التشغيل، وإدارة الاتصال بين النظام والاتصال الخارجي. والثاني هو برنامج معالجة البيانات، الذي يقوم بأخذ عينات من المعلومات الخاصة بكل مستشعر ويقوم بمعالجة البيانات التي تم أخذ عينات منها لمنع إخراج نتيجة العثور على الشمال.مهامها الرئيسية هي: 1. تهيئة النظام: بما في ذلك اختيار الموقع الأولي للنظام، وحكم إغلاق التغذية الراجعة للجيروسكوب، وتهيئة أخذ العينات A/D وما إلى ذلك.2. التحكم في نقل النظام: يتحكم البرنامج في المحرك ليدور وفقًا للوضع المحدد مسبقًا.3. معالجة البيانات: أخذ العينات A/D والمعالجة المسبقة للبيانات؛ حساب مصفوفة المواقف وتصحيح الأخطاء؛ العرض والإخراج وما إلى ذلك. تتشابك هذه المهام في الوقت المناسب وتعتمد على إدارة المقاطعة لتنسيقها.في تصميم مكتشف الشمال، نتبع المبدأ الأساسي للنمطية، وينقسم البرنامج إلى عدة وحدات، كل وحدة تحدد وظيفة، ومن ثم يمكن لهذه الوحدات معًا لتشكل الكل إكمال الوظيفة المحددة. تظهر مزايا تطوير الوحدات ذات الوظائف المستقلة وبدون الكثير من التفاعل بين الوحدات بشكل أساسي في: أولاً، من السهل نسبيًا تطوير برنامج التنفيذ المعياري. ثانيًا، من السهل اختبار الوحدات المستقلة وصيانتها، ويمكن تعديلها أو استبدالها أو إدراجها بسهولة في وحدات جديدة عند الحاجة.لقد أتقنت شركة Micro-Magic Inc في تصنيع مكتشف الشمال التكنولوجيا الماهرة، في البرامج والأجهزة الداخلية لنظام الملاحة، واختيار Micro-Magic Inc فعال من حيث التكلفة، ومكونات بالقصور الذاتي عالية الأداء، ولديها حاليًا نوع جديد من مكتشف الشمال مختلف من الباحث التقليدي عن الشمال، هو NF2000 الخاص بنا، إذا كنت مهتمًا بهذا، فمرحبًا بك في التواصل مع موظفينا المحترفين. NF2000نظام ملاحة بالقصور الذاتي عالي الدقة لباحث الشمال عن الضباب  

النقاط الرئيسيةالمنتج: I3500 MEMS-Aided GNSS INSالميزات الرئيسية:المكونات: MEMS IMU فعالة من حيث التكلفة، ووحدة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية ذات الهوائي المزدوج، وأجهزة قياس المغناطيسية، ومقياس الضغط الجوي.الوظيفة: توفر بيانات ملاحية عالية الدقة، وتحافظ على الأداء أثناء انقطاع GNSS.التطبيقات: مناسبة للطائرات بدون طيار والملاحة المستقلة والمسح وتحليل الحركة.التنقل بالقصور الذاتي: يجمع بين قياسات القصور الذاتي للموقع والسرعة وحساب الموقف.الاستنتاج: يجسد I3500 التكامل بين MEMS INS و GNSS، مما يعزز موثوقية الملاحة ودقتها عبر مختلف القطاعات. يشير نظام الملاحة المتكامل MINS/GNSS إلى دمج المعلومات من كل من MINS (MEMS INS) وGNSS (النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية). يجمع هذا التكامل بين نقاط القوة في كلا النظامين ليكمل كل منهما الآخر ويحقق نتائج PVA دقيقة (الموقع والسرعة والموقف).تصنيف أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي MEMSبعد أكثر من 30 عامًا من التطوير، تطورت تقنية القصور الذاتي MEMS بسرعة وشهدت تطبيقًا واسع النطاق. ظهرت العديد من أجهزة القصور الذاتي MEMS العملية وMEMS INS، ووجدت استخدامًا واسع النطاق في مجالات مثل صناعات الطيران والبحرية والسيارات. إن جيروسكوبات MEMS التكتيكية (مع ثبات انحياز يتراوح من 0.1°/ساعة إلى 10°/ساعة، 1σ) ومقاييس تسارع MEMS عالية الدقة (مع ثبات انحياز يتراوح بين 10⁻⁵g إلى 10⁻⁶g، 1σ) قد ساهمت في دخول المجال التكتيكي- تصنيف MEMS INS في مرحلة تطبيق النموذج.بشكل عام، يمكن تصنيف أنظمة MEMS بالقصور الذاتي إلى ثلاثة مستويات: مجموعة أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي (ISA)، ووحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU)، ونظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS)، كما هو موضح في الشكل 1.الشكل 1: ثلاثة مستويات من Mems Ins (2)MEMS ISA: يتألف فقط من ثلاثة جيروسكوبات MEMS وثلاثة مقاييس تسارع MEMS، وهو يفتقر إلى القدرة على العمل بشكل مستقل.MEMS IMU: يعتمد على MEMS ISA عن طريق إضافة محولات A/D ورقاقات معالجة رياضية وبرامج محددة، مما يمكنه من جمع ومعالجة المعلومات بالقصور الذاتي بشكل مستقل.MEMS INS: يتوسع بشكل أكبر في MEMS IMU من خلال دمج تحويل الإحداثيات، وعمليات التصفية، والوحدات المساعدة، والتي تشمل عادةً مقاييس المغناطيسية ولوحات استقبال GNSS. تعتبر المستشعرات المساعدة مثل أجهزة قياس المغناطيسية ذات أهمية خاصة في مساعدة محاذاة MEMS INS وتحسين الأداء.تعد نماذج MEMS INS الثلاثة التي تم إطلاقها حديثًا (نظام الملاحة بالقصور الذاتي للنظام الميكانيكي Micro-Magic Inc) من شركة Ericco، والموضحة في الصورة أدناه، مناسبة للتطبيقات في الطائرات بدون طيار، ومسجلات الطيران، والمركبات الذكية بدون طيار، وتحديد المواقع على الطريق والتوجيه، واكتشاف القنوات، المركبات السطحية غير المأهولة، والمركبات تحت الماء.الشكل 2: نماذج Mems Ins الثلاثة التي تم إطلاقها حديثًا من شركة Ericcoكيف تعمل MEMS INS بمساعدة GNSSيوفر نظام GNSS للمستخدمين معلومات مطلقة عالية الدقة عن الموقع والوقت في جميع الأحوال الجوية، بينما توفر أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS) دقة عالية على المدى القصير واستقلالية قوية. تعمل خصائصها التكميلية على تعزيز الأداء العام: يمكن لنظام INS الاستفادة من دقته العالية على المدى القصير لتزويد GNSS بمعلومات ملاحية أكثر استمرارية وكاملة، في حين يمكن أن يساعد GNSS في تقدير معلمات خطأ INS مثل التحيز، وبالتالي الحصول على ملاحظات أكثر دقة وتقليل انحراف INS.الشكل 3: ثلاثة مستويات من Mems Insعلى وجه التحديد، تستخدم GNSS إشارات من الأقمار الصناعية التي تدور حولها لحساب الموقع والوقت والسرعة. وطالما أن الهوائي لديه اتصال في خط البصر بأربعة أقمار صناعية على الأقل، فإن الملاحة عبر نظام GNSS تحقق دقة ممتازة. عندما يتم إعاقة رؤية الأقمار الصناعية بسبب عوائق مثل الأشجار أو المباني، تصبح الملاحة غير موثوقة أو مستحيلة.يقوم INS بحساب تغيرات الموضع النسبي مع مرور الوقت باستخدام معلومات المعدل الزاوي والتسارع من وحدة قياس القصور الذاتي (IMU). تتألف وحدة IMU من ستة أجهزة استشعار تكميلية مرتبة على ثلاثة محاور متعامدة. يحتوي كل محور على مقياس تسارع وجيروسكوب. تقيس مقاييس التسارع التسارع الخطي، بينما تقيس الجيروسكوبات معدل الدوران. باستخدام هذه المستشعرات، يمكن لوحدة IMU قياس حركتها النسبية بدقة في الفضاء ثلاثي الأبعاد.يستخدم INS هذه القياسات لحساب الموقع والسرعة. ميزة أخرى لقياسات IMU هي أنها توفر حلولاً زاوية حول المحاور الثلاثة. يقوم INS بتحويل هذه الحلول الزاوية إلى مواقف محلية (التدحرج، والميل، والانعراج)، مما يوفر هذه البيانات جنبًا إلى جنب مع الموقع والسرعة.الشكل 4: نظام إحداثيات الجسم لوحدة القياس بالقصور الذاتيتعد تقنية الحركة الحركية في الوقت الحقيقي (RTK) خوارزمية ناضجة عالية الدقة لتحديد المواقع لنظام GNSS، قادرة على تحقيق دقة على مستوى السنتيمتر في البيئات المفتوحة. ومع ذلك، في البيئات الحضرية المعقدة، تؤدي عوائق الإشارة وتداخلاتها إلى تقليل معدل تثبيت الغموض، مما يؤدي إلى انخفاض القدرة على تحديد المواقع. لذلك، يعد البحث عن أنظمة تحديد المواقع المتكاملة GNSS RTK وINS أمرًا بالغ الأهمية في مجالات مثل الملاحة المستقلة والمسح ورسم الخرائط وتحليل الحركة.I3500 الذي أطلقته شركة Micro-Magic Inc حديثًا هو عبارة عن نظام MEMS INS مدعوم من GNSS فعال من حيث التكلفة مع وحدة MEMS IMU الموثوقة للغاية ووحدة تحديد المواقع ذات النطاق الكامل للنظام الكامل والهوائي المزدوج ووحدة الأقمار الصناعية الاتجاهية. كما أنه يدمج أيضًا مقاييس المغناطيسية والبارومتر، والذي يمكنه حساب حجم زاوية الموقف ومساعدة الطائرة بدون طيار على التنقل إلى الارتفاع المطلوب.خاتمةيؤدي دمج أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي MEMS (INS) مع تقنية GNSS إلى تعزيز دقة الملاحة بشكل كبير من خلال الجمع بين نقاط قوتها. إن نظام MEMS INS، مع تقدمه السريع، يستخدم الآن على نطاق واسع في صناعات الطيران والبحرية والسيارات. يوفر نظام GNSS تحديد المواقع بدقة، بينما يضمن نظام MEMS INS التنقل المستمر، حتى أثناء انقطاع نظام GNSS.يمثل I3500 من شركة Micro-Magic Inc هذا التكامل، حيث يقدم بيانات ملاحية عالية الدقة، مثالية للملاحة المستقلة والمسح وتحليل الحركة.باختصار، يُحدث تكامل GNSS وMEMS INS ثورة في الملاحة من خلال تحسين الدقة والموثوقية وتعدد الاستخدامات عبر التطبيقات المختلفة. I3500نظام ملاحة بالقصور الذاتي ثلاثي المحاور Mems Gyro I3500 عالي الدقة  

النقاط الرئيسيةالمنتج: جيروسكوب الألياف البصرية (FOG)الميزات الرئيسية:المكونات: مستشعر الحالة الصلبة يستخدم الألياف الضوئية لإجراء قياسات دقيقة للقصور الذاتي.الوظيفة: يعزز تأثير SAGNAC من أجل استشعار دقيق للمعدل الزاوي دون تحريك الأجزاء.التطبيقات: مناسبة لوحدات IMU، وINS، والباحثين عن الصواريخ، والطائرات بدون طيار، والروبوتات.دمج البيانات: يجمع بيانات FOG مع المراجع الخارجية لتعزيز الدقة والاستقرار.الاستنتاج: توفر الضباب الضبابي دقة وموثوقية عالية في المهام الملاحية، مع تطورات مستقبلية واعدة في مختلف القطاعات.مثل الجيروسكوب الليزري الحلقي، يتميز الجيروسكوب الليفي البصري بمزايا عدم وجود أجزاء متحركة ميكانيكية، وعدم وجود وقت للتسخين المسبق، والتسارع غير الحساس، والنطاق الديناميكي الواسع، والإخراج الرقمي والحجم الصغير. بالإضافة إلى ذلك، يتغلب جيروسكوب الألياف الضوئية أيضًا على أوجه القصور القاتلة في جيروسكوب الليزر الحلقي مثل التكلفة العالية وظاهرة الحجب.جيروسكوب الألياف الضوئية هو نوع من أجهزة استشعار الألياف الضوئية المستخدمة في الملاحة بالقصور الذاتي.لأنه لا يحتوي على أجزاء متحركة – دوار عالي السرعة يسمى جيروسكوب الحالة الصلبة. سيصبح هذا الجيروسكوب الجديد المتين المنتج الرائد في المستقبل ولديه مجموعة واسعة من آفاق التطوير وآفاق التطبيق.1. تصنيف جيروسكوب الألياف الضوئيةوفقًا لمبدأ العمل، يمكن تقسيم جيروسكوب الألياف الضوئية إلى جيروسكوب الألياف الضوئية التداخلي (I-FOG)، وجيروسكوب الألياف الضوئية الرنان (R-FOG)، وجيروسكوب الألياف الضوئية المبعثر المحفز (B-FOG). في الوقت الحاضر، جيروسكوب الألياف الضوئية الأكثر نضجًا هو جيروسكوب الألياف الضوئية التداخلي (أي الجيل الأول من جيروسكوب الألياف الضوئية)، وهو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. يستخدم ملف الألياف الضوئية متعدد الدورات لتعزيز تأثير SAGNAC. يمكن لمقياس التداخل الحلقي مزدوج الشعاع الذي يتكون من ملف ألياف بصرية أحادي الوضع متعدد الدورات أن يوفر دقة عالية، ولكنه أيضًا سيجعل الهيكل العام أكثر تعقيدًا حتمًا.تنقسم جيروسكوبات الألياف الضوئية إلى جيروسكوبات الألياف الضوئية ذات الحلقة المفتوحة وجيروسكوبات الألياف الضوئية ذات الحلقة المغلقة وفقًا لنوع الحلقة. جيرو الألياف الضوئية ذو الحلقة المفتوحة بدون ردود فعل، يكتشف الإخراج البصري مباشرة، ويوفر العديد من الهياكل البصرية والدوائر المعقدة، وله مزايا الهيكل البسيط، والسعر الرخيص، والموثوقية العالية، وانخفاض استهلاك الطاقة، والعيب هو أن الخطية المدخلة والمخرجة سيئة ، نطاق ديناميكي صغير، يستخدم بشكل أساسي كمستشعر زاوية. الهيكل الأساسي لجيروسكوب الألياف الضوئية ذو الحلقة المفتوحة هو مقياس تداخل مزدوج الشعاع. يتم استخدامه بشكل أساسي في المناسبات التي لا تكون فيها الدقة عالية ويكون الحجم صغيرًا.2. وضع ومستقبل جيروسكوب الألياف الضوئيةمع التطور السريع لجيروسكوب الألياف الضوئية، استثمرت العديد من الشركات الكبيرة، وخاصة شركات المعدات العسكرية، موارد مالية ضخمة لدراستها. أكملت شركات الأبحاث الرئيسية في الولايات المتحدة واليابان وألمانيا وفرنسا وإيطاليا وروسيا والجيروسكوب منخفض الدقة التصنيع، وحافظت الولايات المتحدة على مكانة رائدة في هذا المجال من البحث.لا يزال تطوير جيروسكوب الألياف الضوئية في مستوى متخلف نسبيًا في بلدنا. وفقًا لمستوى التطوير، ينقسم تطوير الجيروسكوب إلى ثلاث مستويات: المستوى الأول هو الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وفرنسا، ولديهم جميع قدرات البحث والتطوير في مجال الجيروسكوب والملاحة بالقصور الذاتي؛ الطبقة الثانية هي بشكل رئيسي اليابان وألمانيا وروسيا. والصين حاليا في المستوى الثالث. بدأ البحث عن جيروسكوب الألياف الضوئية في الصين في وقت متأخر نسبيًا، ولكن بجهود غالبية الباحثين العلميين، تم تضييق الفجوة بيننا وبين الدول المتقدمة تدريجيًا.في الوقت الحاضر، اكتملت سلسلة صناعة الجيروسكوب للألياف الضوئية في الصين، ويمكن العثور على الشركات المصنعة في أعلى وأسفل سلسلة الصناعة، وقد وصلت دقة تطوير جيروسكوب الألياف الضوئية إلى متطلبات الدقة المتوسطة والمنخفضة لنظام الملاحة بالقصور الذاتي. على الرغم من أن الأداء ضعيف نسبيًا، إلا أنه لن يعاني من اختناق مثل الشريحة.سيركز التطوير المستقبلي لجيروسكوب الألياف الضوئية على الجوانب التالية:(1) دقة عالية. تعد الدقة العالية مطلبًا لا مفر منه لجيروسكوب الألياف الضوئية ليحل محل جيروسكوب الليزر في الملاحة المتقدمة. في الوقت الحاضر، تكنولوجيا الدوران الألياف البصرية عالية الدقة ليست ناضجة تماما.(2) ارتفاع الاستقرار ومكافحة التدخل. يعد الاستقرار العالي على المدى الطويل أيضًا أحد اتجاهات تطوير جيروسكوب الألياف الضوئية، والذي يمكنه الحفاظ على دقة الملاحة لفترة طويلة في ظل بيئة قاسية وهو متطلبات نظام الملاحة بالقصور الذاتي للجيروسكوب. على سبيل المثال، في حالة ارتفاع درجة الحرارة، والزلازل القوية، والمجال المغناطيسي القوي، وما إلى ذلك، يجب أن يتمتع جيروسكوب الألياف الضوئية أيضًا بالدقة الكافية لتلبية متطلبات المستخدمين.(3) تنويع المنتجات. من الضروري تطوير منتجات ذات دقة مختلفة واحتياجات مختلفة. لدى المستخدمين المختلفين متطلبات مختلفة لدقة الملاحة، وهيكل جيروسكوب الألياف الضوئية بسيط، ولا يلزم تعديل سوى طول وقطر الملف عند تغيير الدقة. في هذا الصدد، تتمتع بميزة تجاوز الجيروسكوب الميكانيكي وجيروسكوب الليزر، كما أن منتجاتها الدقيقة المختلفة أسهل في تحقيقها، وهو المتطلب الحتمي للتطبيق العملي لجيروسكوب الألياف الضوئية.(4) حجم الإنتاج. يعد تخفيض التكلفة أيضًا أحد الشروط المسبقة لقبول المستخدمين لجيروسكوب الألياف الضوئية. يمكن لحجم الإنتاج للمكونات المختلفة أن يعزز بشكل فعال خفض تكاليف الإنتاج، خاصة بالنسبة لجيروسكوب الألياف الضوئية ذو الدقة المتوسطة والمنخفضة.3. الملخصيبلغ استقرار التحيز الصفري لجيروسكوب الألياف الضوئية F50 0.1 ~ 0.3 درجة / ساعة، واستقرار التحيز الصفري لجيروسكوب F60 هو 0.05 ~ 0.2 درجة / ساعة. مجالات تطبيقها هي نفسها بشكل أساسي، ويمكن استخدامها في IMU الصغيرة، وINS، وتتبع أجهزة البحث عن الصواريخ، والجراب الكهروضوئي، والطائرات بدون طيار ومجالات التطبيق الأخرى. إذا كنت تريد المزيد من البيانات التقنية، فلا تتردد في الاتصال بنا.GF50جيروسكوب الألياف البصرية القياسي العسكري ذو المحور الواحد ذو الدقة المتوسطة GF60أحادية المحور الألياف الدوران منخفضة الطاقة الألياف البصرية الدوران Imu معدل الزاوي للملاحة