جيروسكوبات الألياف البصرية للملاحة بالقصور الذاتي

النقاط الرئيسية

1. ما هو الملاحة بالقصور الذاتي

لفهم ما هو التنقل بالقصور الذاتي، نحتاج أولاً إلى تقسيم العبارة إلى جزأين، أي الملاحة + القصور الذاتي.
الملاحة، بعبارات بسيطة، تحل مشكلة الانتقال من مكان إلى آخر، مع الإشارة إلى الاتجاه، وعادة ما تكون البوصلة.
يشير القصور الذاتي، المشتق في الأصل من ميكانيكا نيوتن، إلى خاصية الجسم الذي يحافظ على حالة حركته. لديها وظيفة تسجيل معلومات حالة الحركة للكائن.
يتم استخدام مثال بسيط لتوضيح الملاحة بالقصور الذاتي. طفل وصديق يلعبان لعبة عند مدخل غرفة مغطاة بالبلاط، ويمشيان على البلاط إلى الجانب الآخر وفق قواعد معينة. واحدة للأمام، وثلاثة لليسار، وخمسة للأمام، واثنتان لليمين... كل خطوة من خطواته بطول بلاطة أرضية، ويمكن للأشخاص خارج الغرفة الحصول على مسار حركته الكامل عن طريق رسم الطول والمسار المقابلين على الورقة. لا يحتاج لرؤية الغرفة لمعرفة وضعية الطفل وسرعته وما إلى ذلك.
المبدأ الأساسي للملاحة بالقصور الذاتي وبعض أنواع الملاحة الأخرى يشبه إلى حد كبير هذا: تعرف على موقعك الأولي، واتجاهك الأولي (الموقف)، واتجاه واتجاه الحركة في كل لحظة، وادفع للأمام قليلاً. قم بإضافة هذه العناصر معًا (المتوافقة مع عملية التكامل الرياضي)، ويمكنك فقط الحصول على اتجاهك وموقعك ومعلومات أخرى.
إذن كيف يمكن الحصول على الاتجاه (الموقف) الحالي ومعلومات الموقع الخاصة بالجسم المتحرك؟ تحتاج إلى استخدام الكثير من أجهزة الاستشعار، في الملاحة بالقصور الذاتي يتم استخدام أدوات القصور الذاتي: مقياس التسارع + الجيروسكوب.
يستخدم الملاحة بالقصور الذاتي الجيروسكوب ومقياس التسارع لقياس السرعة الزاوية والتسارع للحامل في الإطار المرجعي بالقصور الذاتي، ويدمج ويحسب الوقت للحصول على السرعة والموضع النسبي، ويحوله إلى نظام إحداثيات الملاحة، بحيث يكون تيار الناقل يمكن الحصول على الموقف من خلال الجمع بين معلومات الموقف الأولي.
الملاحة بالقصور الذاتي هي نظام ملاحة داخلي مغلق الحلقة، ولا يوجد إدخال بيانات خارجي لتصحيح الخطأ أثناء حركة الناقل. لذلك، لا يمكن استخدام نظام ملاحة واحد بالقصور الذاتي إلا لفترات ملاحية قصيرة. بالنسبة للنظام الذي يعمل لفترة طويلة، من الضروري تصحيح الخطأ الداخلي المتراكم بشكل دوري عن طريق الملاحة عبر الأقمار الصناعية.

2. الجيروسكوبات في الملاحة بالقصور الذاتي

تُستخدم تكنولوجيا الملاحة بالقصور الذاتي على نطاق واسع في مجال الطيران والأقمار الصناعية للملاحة والطائرات بدون طيار وغيرها من المجالات بسبب إخفائها العالي وقدرتها المستقلة الكاملة على الحصول على معلومات الحركة. خاصة في مجالات الطائرات بدون طيار الصغيرة والقيادة الذاتية، يمكن أن توفر تقنية الملاحة بالقصور الذاتي معلومات دقيقة عن الاتجاه والسرعة، ويمكن أن تلعب دورًا لا غنى عنه في الظروف المعقدة أو عندما تفشل إشارات الملاحة الخارجية المساعدة الأخرى في لعب مزايا الملاحة المستقلة في البيئة. لتحقيق موقف موثوق وقياس الموقف. باعتباره عنصرًا مهمًا في نظام الملاحة بالقصور الذاتي، يلعب جيروسكوب الألياف الضوئية دورًا حاسمًا في قدرته على الملاحة. في الوقت الحاضر، توجد جيروسكوبات الألياف الضوئية وجيروسكوبات MEMS بشكل أساسي في السوق. على الرغم من أن دقة جيروسكوب الألياف الضوئية عالية، إلا أن نظامه بأكمله يتكون من قارنات،
المغير، حلقة الألياف الضوئية وغيرها من المكونات المنفصلة، مما أدى إلى حجم كبير، وارتفاع التكلفة، في الطائرات بدون طيار الصغيرة، بدون طيار وغيرها من المجالات لا يمكن أن تلبي متطلبات التصغير والتكلفة المنخفضة، والتطبيق محدود إلى حد كبير. على الرغم من أن جيروسكوب MEMS يمكنه تحقيق التصغير، إلا أن دقته منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، فهي تحتوي على أجزاء متحركة، ومقاومتها ضعيفة للصدمات والاهتزازات، ومن الصعب تطبيقها في البيئات القاسية.

3 ملخص

تم تصميم جيروسكوب الألياف الضوئية من شركة Micro-Magic Inc GF70ZK خصيصًا وفقًا لمفهوم جيروسكوبات الألياف الضوئية التقليدية، بحجم صغير يبلغ 70*70*32 مم؛ خفيفة الوزن، أقل من أو تساوي 250 جرام؛ انخفاض استهلاك الطاقة، أقل من أو يساوي 4W؛ ابدأ بسرعة، وقت البدء هو 5 ثوانٍ فقط؛ جيروسكوب الألياف الضوئية سهل التشغيل وسهل الاستخدام، ويستخدم على نطاق واسع في INS وIMU ونظام تحديد المواقع ونظام تحديد الشمال واستقرار المنصة وغيرها من المجالات.
يتراوح استقرار التحيز الصفري لـ GF80 بين 0.01 و0.02. أكبر فرق بين هذين جيروسكوب الألياف الضوئية هو أن نطاق القياس مختلف، بالطبع، يمكن استخدام جيروسكوب الألياف الضوئية الخاص بنا في الملاحة بالقصور الذاتي، ويمكنك الاختيار التفصيلي وفقًا لقيمة الدقة ونطاق القياس، فنحن نرحب بك استشرنا في أي وقت واحصل على المزيد من البيانات الفنية.