قراءة سريعة في دقيقة واحدة
يستخدم نظام الملاحة بالقصور الذاتي المثبت بالألياف الضوئية (FOG-SINS) جيروسكوبات الألياف الضوئية (FOGs) ومقاييس التسارع لتشكيل وحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU) صلبة الحالة، والتي تحسب معلمات حركة السفينة في الوقت الفعلي من خلال خوارزمية تثبيت. وبفضل مزاياه التقنية الهامة، أصبح نظام FOG-SINS جوهر الجيل الجديد من أنظمة الملاحة في مجال السفن البحرية.
يتجلى تطبيق نظام الملاحة بالقصور الذاتي FOG-SINS في مجال السفن البحرية بشكل رئيسي في الملاحة البحرية، والتحكم بالمركبات تحت الماء، والقياس متعدد الحزم. وتتمثل مزاياه الأساسية في الدقة العالية، والموثوقية العالية، والقدرة القوية على مقاومة التشويش، والملاحة الذاتية، والأداء الديناميكي الممتاز، والقدرة الجيدة على التكيف مع البيئة.
ملاحة السفن
يمكن لنظام FOG-SINS توفير معلومات مستمرة ومستقلة عن موقع السفينة واتجاهها وحالتها (الميلان، والانحدار) وسرعتها وتسارعها لأغراض الملاحة.
يتكامل نظام الملاحة الضبابية المتكامل (FOG-SINS) مع أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية (مثل GPS وBeidou وغيرها)، ونظام قياس المسافة (دوبلر/الكهرومغناطيسي)، والبوصلة (المغناطيسية/الكهربائية)، وغيرها (عادةً من خلال ترشيح كالمان) لتشكيل نظام ملاحة متكامل عالي الدقة والموثوقية. يوفر نظام FOG-SINS إمكانيات ملاحة بالغة الأهمية في حالة تداخل إشارات GNSS أو تعطلها أو انقطاعها (كما هو الحال في الوديان، وتحت الجسور، وفي بيئات الحرب الإلكترونية).
يمكن لنظام FOG-SINS أيضًا توفير معلومات مرجعية عالية الدقة حول وضعية الأسلحة المحمولة على السفن.
المزايا التقنية لأنظمة FOG-SINS في الملاحة البحرية:
⚪دقة عالية واستقرار: يمكن أن يصل استقرار الانحياز الصفري لأجهزة FOG الحديثة عالية الدقة إلى رتبة 0.01 درجة / ساعة أو حتى أعلى، ويمكن أن يصل المشي العشوائي للزاوية إلى رتبة 0.001 درجة / √ ساعة، مما يدعم متطلبات الملاحة بالقصور الذاتي عالية الدقة على المدى الطويل ويقلل بشكل كبير من سرعة تراكم أخطاء الموقع.
⚪ بدء تشغيل واستجابة سريعان، ونطاق ديناميكي واسع: يتميز الجهاز بوقت بدء تشغيل قصير (وقت تسخين مسبق أقصر بكثير من الجيروسكوبات الميكانيكية)، واستجابة ديناميكية سريعة، ودقة عالية في رصد المناورات السريعة للسفينة (مثل التوجيه في حالات الطوارئ وتجنب الاصطدام). كما أنه قادر على قياس مختلف حركات السفينة بسرعات تتراوح من المنخفضة للغاية إلى العالية.
⚪ قدرة عالية على التكيف مع البيئة ومقاومة للصدمات والاهتزازات: فهي غير حساسة نسبيًا للتغيرات في العوامل البيئية البحرية مثل درجة الحرارة والرطوبة ورذاذ الملح (خاصةً بعد التصميم الجيد والتعويض المناسب)، مع موثوقية عالية. يوفر الهيكل الصلب بالكامل (بدون أجزاء ميكانيكية دوارة) مناعة قوية ضد الصدمات والاهتزازات المتأصلة أثناء تشغيل السفينة، مع أداء مستقر وعمر افتراضي طويل.
التحكم في المركبات تحت الماء (AUV/UUV)
يُعد نظام FOG SINS، المكون الأساسي لنظام التحكم في الغواصات تحت الماء، المستشعر الرئيسي للمركبات الآلية تحت الماء (AUVs) لتحقيق ملاحة ذاتية عالية الدقة وطويلة الأمد في غياب إشارات نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) تحت الماء. ويوفر معلومات عن الموقع والاتجاه والسرعة والتسارع.
يشكل نظام الملاحة تحت الماء المتكامل، الذي يجمع بين تقنية FOG SINS، ومقياس سرعة دوبلر (DVL)، ومقياس العمق، ومقياس المغناطيسية (للمساعدة في تحديد الاتجاه)، ونظام تحديد المواقع الصوتي ذي الخط الأساسي القصير جدًا/الخط الأساسي الطويل (USBL/LBL)، ومطابقة الجاذبية/المغناطيسية الأرضية، وغيرها، نظامًا متكاملًا للملاحة تحت الماء، مما يحسن دقة الملاحة وموثوقيتها بشكل كبير. ويُعد نظام FOG SINS جوهر وأساس الملاحة المتكاملة.
يوفر نظام FOG SINS بيانات دقيقة للغاية في الوقت الفعلي حول وضعية واتجاه المركبات الآلية تحت الماء (مثل الدفة، والمحركات النفاثة، وآلية ضبط الوضعية)، مما يتيح دقة عالية في قياس العمق والارتفاع والملاحة الاتجاهية، بالإضافة إلى تنفيذ مناورات معقدة (مثل التحليق والملاحة من القاع). كما يوفر مرجعًا ثابتًا لوضعية حمولات المهام، مثل أجهزة السونار (المسح الجانبي، والمنظر الأمامي)، والكاميرات، والأذرع الروبوتية، لضمان جودة البيانات ودقة التشغيل.
المزايا التقنية لأنظمة التحكم في الغواصات المغمورة باستخدام تقنية FOG SINS:
⚪ الاستقلالية الكاملة: إن عدم الاعتماد على الإشارات الخارجية هو المفتاح لتحقيق الملاحة الذاتية الحقيقية تحت الماء.
⚪ دقة عالية (مهمة بشكل خاص تحت الماء): تُعدّ معلومات الوضع والاتجاه عالية الدقة ضرورية لتجنب العوائق تحت الماء، وتتبع التضاريس، والعمليات الدقيقة. كما أن استقرار الانحياز الصفري الجيد يُطيل زمن الملاحة بالقصور الذاتي تحت الماء.
⚪ مقاومة التداخل المغناطيسي: تعتمد الجيروسكوبات الليفية البصرية على المبادئ البصرية ولا تتأثر ببيئة المجال المغناطيسي المعقدة تحت الماء (بينما تتأثر البوصلات المغناطيسية).
نظام قياس متعدد الحزم
يُمكن لنظام FOG SINS تعويض الحركة لأنظمة القياس متعددة الحزم، وهو التطبيق الأساسي لهذا النظام في قياس الأعماق متعددة الحزم. ويقوم النظام بقياس وتعويض تغيرات الوضع (الدوران، الميل، الانحراف) وحركات الارتفاع والانخفاض لسفينة/منصة القياس بدقة وفي الوقت الفعلي لحظة القياس.
يمكن لنظام FOG SINS توفير معلومات دقيقة عن زاوية الاتجاه والموقع لنظام قياس متعدد الحزم (عادة ما يكون مرتبطًا بشكل وثيق بنظام GNSS)، والذي يستخدم لتحديد الموقع والاتجاه الدقيقين لمصفوفة السونار في نظام الإحداثيات الجيوديسية.
يمكن لنظام FOG SINS توفير مرجع زمني دقيق لنظام القياس بأكمله (السونار متعدد الحزم، ونظام GNSS، وأجهزة استشعار الحركة، ومقياس سرعة الصوت، وما إلى ذلك).
المزايا التقنية لنظام FOG SINS في نظام القياس متعدد الحزم:
⚪ أداء ديناميكي فائق ونطاق ترددي واسع: قادر على قياس حركات السفن/المنصات عالية التردد والاستجابة لها بدقة وسرعة (خاصةً الارتفاع والانخفاض الناتجين عن الأمواج قصيرة المدى)، وهو ما يُعدّ مفتاح الحصول على بيانات عالية الجودة لتضاريس قاع البحر. تتجاوز قدرته على الاستجابة الديناميكية وحدات القياس المرجعية الرأسية التقليدية (VRUs) بكثير.
⚪ دقة عالية في تحديد الاتجاه: تؤثر دقة تحديد الاتجاه (وخاصة الدوران والميل) بشكل مباشر على دقة تعويض زاوية الشعاع. يمكن لنظام FOG SINS توفير دقة أقل من الزاوية (<دقة قياس الوضعية على مستوى 0.01 درجة، مما يضمن دقة توجيه الشعاع وحساب موضع بصمة قاع البحر.
⚪ التكامل المحكم ومزامنة الوقت: عادةً ما يتم تصميم أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي FOG SINS كوحدات قياس متكاملة للغاية (يشار إليها غالبًا باسم POS MV أو INS)، مع أجهزة استشعار داخلية (جيروسكوبات، مقاييس تسارع) تتمتع بدقة مزامنة عالية للغاية والقدرة على تحقيق مزامنة زمنية على مستوى الميكروثانية مع أجهزة استشعار خارجية أخرى (GNSS، سونار)، مما يضمن محاذاة دقيقة لجميع البيانات في الوقت المناسب.
المنتجات الرئيسية والمواصفات الفنية
المعلمة | IF3600 | IF3700 | |
دقة المحاذاة بالقصور الذاتي البحت | دقة تحديد الشمال | ≤0.1°ثانية (Φ) | ≤0.05°sec(Φ) |
دقة الموقف | ≤0.008° | ≤0.003° | |
دقة الاحتفاظ بالقصور الذاتي البحت | زاوية الاتجاه | 0.03 درجة مئوية/ساعة | ≤0.01° |
زاوية الموقف | 0.02 درجة مئوية/ساعة | ≤0.005° | |
موضع（CEP50%） | ≤1 ميل/ساعة | ≤ميل واحد في الساعة | |
سرعة | ≤0.5 م/ث | ≤0.5 م/ث | |
دقة الجمع بين القياس بالقصور الذاتي/القمر الصناعي | عنوان | ≤0.02 درجة | ≤0.02° |
سلوك | ≤0.005 درجة | ≤0.005° | |
موضع | ≤ 2 متر (单点) ≤ 2 سم + 1 جزء في المليون（RTK） | ≤1.2 متر (单点) ≤2 سم + 1 جزء في المليون（RTK） | |
سرعة | ≤0.02 متر/ثانية | ≤0.02 متر/ثانية | |
دقة مجموعة قياس القصور الذاتي/عداد المسافة/مقياس سرعة السيارة | مجموعة عداد الأميال/رخصة القيادة | 0.25% ×D | ≤0.5%×D |
خاتمة
أصبح نظام الملاحة بالقصور الذاتي المثبت بالألياف الضوئية تقنية أساسية لا غنى عنها في الملاحة عالية الدقة للسفن الحديثة، والتشغيل الذاتي للمركبات تحت الماء، ورسم خرائط تضاريس قاع البحر عالية الدقة، وذلك بفضل مزاياه المتمثلة في الموثوقية العالية للحالة الصلبة، والدقة الديناميكية، وقدرة دمج أجهزة الاستشعار المتعددة.
Xml سياسة الخصوصية المدونة خريطة الموقع
حقوق النشر
@ شركة مايكرو ماجيك كل الحقوق محفوظة.
دعم الشبكة
بالعربية
