الملاحة الجوية للطائرات بدون طيار

تعتمد البوصلة الإلكترونية (المعروفة أيضًا بالبوصلة الرقمية) على قياس المجال المغناطيسي للأرض لحساب المسار، وغالبًا ما يكون الاعتماد على إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو الشبكة غير فعال. ونظرًا لمزاياها من حيث صغر الحجم، وانخفاض استهلاك الطاقة، والدقة العالية، وإمكانية التصغير، فإنها تُستخدم على نطاق واسع في مجال قياس الاتجاه المغناطيسي، مثل الطائرات بدون طيار، والتطبيقات البحرية، والسيارات. ومع ذلك، فإن للبوصلة الإلكترونية عيوبها الخاصة: فهي تتأثر بسهولة بتداخل المجال المغناطيسي الخارجي، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء، وهذا هو السبب الرئيسي لتأثيرها على دقة القياس وتقييد استخدامها. لذا، من الضروري جدًا دراسة طرق تعويض أخطاء القياس في البوصلة الإلكترونية. توجد حاليًا طرق عديدة لتعويض أخطاء القياس. فعلى سبيل المثال، تستهدف طريقة معامل التعويض بشكل أساسي التداخل الديناميكي أثناء القياس، بينما يكون تأثيرها في تعويض التداخل الثابت ضئيلاً، ونطاق تطبيقها محدودًا. ومن الأمثلة الأخرى طريقة التعويض التكيفي، التي تتطلب من النظام تحقيق دقة تعويض عالية في حالة الحركة الخطية أو البطيئة، فإذا زادت سرعة دوران النظام، تتأثر دقة القياس بشكل كبير، لذا فإن سيناريوهات التطبيق الأكثر تطلبًا تجعل هذه الطريقة غير شائعة. في الوقت الحالي، لا يكفي استخدام نموذج تعويض واحد فقط لتعويض خطأ البوصلة لتلبية متطلبات نظام القياس. في هذه الورقة، نقترح خوارزمية لتعويض الخطأ تعتمد على فرضية القطع الناقص، وتدمج مبدأ المربعات الصغرى. تُحقق هذه الخوارزمية تعويضًا فعالًا لخطأ قياس البوصلة الإلكترونية، وتتميز بسهولة حسابها ونطاق تطبيقها الواسع.1. تحليل أخطاء نظام التوجيه المغناطيسيعند تركيب البوصلة الرقمية في الحامل لقياس الاتجاه المغناطيسي، ينتج خطأ القياس عن عوامل متعددة، يمكن تقسيمها تقريبًا إلى فئتين: الأولى ناتجة عن بنية النظام نفسه، ومواده، وتجميعه، وأسباب أخرى، بما في ذلك أخطاء البوصلة، والتركيب، والتصنيع؛ والثانية هي خطأ إشارة الاتجاه، على الرغم من أنها لا تنتمي إلى نظام قياس الاتجاه نفسه، إلا أنها تدخل في حساب معلمات الاتجاه، مما يؤدي أيضًا إلى خطأ في القياس. ولأن خطأ البوصلة هو الأصعب تحكمًا والأكثر تأثيرًا على دقة المسار، فإن هذه الورقة البحثية تُحلل خطأ البوصلة بشكل أساسي. يتكون فرق البوصلة بشكل رئيسي من المركبة الأفقية للمجال المغناطيسي للحديد الصلب والمركبة الأفقية للمجال المغناطيسي للحديد اللين للحامل. تُظهر العديد من الدراسات التجريبية أن الخطأ الناتج عن المجال المغناطيسي الحديدي الصلب على الحامل المتحرك هو خطأ دوري، يمكن التعبير عنه بالمعادلة (1)، وقاعدته منحنى جيبي تقريبًا؛ أما الخطأ الناتج عن المجال المغناطيسي للحديد اللين فيمكن التعبير عنه بالمعادلة (2)، ويتغير قانونه بتغير المجال المغناطيسي المحيط. أين ϕيمثل i قياس زاوية الاتجاه، بينما تمثل A وB وC وD وE معاملات الخطأ. من خلال تحليل خطأ البوصلة أعلاه، نلاحظ أن دقة البوصلة الإلكترونية الكلية تساوي المجموع الجبري للأخطاء المذكورة. لذا، نجمع المعادلتين (1) و(2) لإيجاد الفرق الكلي. ∆ϕ  2. تعويض الخطأ بطريقة المربعات الصغرىيمكن استخدام طريقة المربعات الصغرى (LS) لإيجاد أفضل تطابق للدالة مع البيانات عن طريق تقليل مجموع مربعات الأخطاء. من السهل الحصول على بيانات مجهولة وتقليل مجموع مربعات الأخطاء بينها وبين البيانات الفعلية. كما يمكن استخدام طريقة المربعات الصغرى لمطابقة المنحنيات، وتُستخدم غالبًا لتحسين البيانات. تُحسّن طريقة المربعات الصغرى مطابقة البيانات من حيث تقليل تباين المربعات. وهي طريقة رياضية تُعوض الخطأ الناتج عن تداخل المجال المغناطيسي للبيئة الخارجية. في الظروف العادية، يُظهر خطأ القياس دورية معينة، ويمكن استخدام طريقة الدوال المثلثية، القائمة على النموذج الرياضي لدالة فورييه، لتصحيح الخطأ وفقًا لمعايير الاتجاه التي توفرها البوصلة القياسية. فيما يلي شرح موجز للمبادئ الأساسية للمربعات الصغرى. عندما يلزم تحديد علاقة بين متغيرين y و x بناءً على الملاحظات، بافتراض أنهما خطيان، يمكن التعبير عن y في الوقت t على النحو التالي: حيث H1، H2، ...، Hn هي n معلمات مجهولة مطلوب تحديدها، و x1(t)، x2(t)، ...، xt(t) هي دالة حتمية معلومة، مثل دالة الجيب وجيب التمام للزمن t. لنفترض أنه عند الزمن t1، t2، ...، tn، يتم إجراء m قياسات لـ y و x، على أمل أن تُقدَّر قيم المتغيرات y و x1(t)، x2(t)، ...، xt(t). عندئذٍ، يمكن التعبير عن الصيغة (4) في صورة مصفوفة: Y = X * H باستخدام طريقة المربعات الصغرى، يتم الحصول على تقديرات المربعات الصغرى لمعاملات الخطأ A وB وC وD وE الموضحة في الصيغة (3) من قياس زاوية السمت المعروفة ϕخطأ زاوية السمت و i ∆ϕخطوات الحساب المحددة هي كما يلي: ① تم اعتماد طريقة قياس الخطأ في ثمانية مواضع. مع مراعاة عدد العينات، وكمية البيانات المحسوبة، ودقة القياس، تم اختيار ثماني نقاط ذات فاصل زاوي متساوٍ ضمن نطاق زاوية التوجيه 360 درجة، مثل 0، 45، 90، 135، 180، 225، 270، و315 درجة، لإجراء اختبار خطأ التوجيه، وتم الحصول على ثماني مجموعات من البيانات. ② يتم الحصول على معاملات الخطأ A وB وC وD وE وفقًا لمبدأ المربعات الصغرى. من خلال التحليل السابق، عند حساب معاملات الخطأ A وB وC وD وE باستخدام طريقة المربعات الصغرى، يمكن حساب المسار الفعلي للناقل بعد تصحيح الخطأ باستخدام صيغة الحساب، ولن يتم التطرق إلى البحث والتحليل التفصيلي هنا. 3. ملخصتتخصص شركة مايكرو ماجيك في منتجات الملاحة، فإلى جانب طريقة تعويض الخطأ الأقل، تُقدم الشركة طريقة تعويض الخطأ الإهليلجي وغيرها من طرق التعويض. وقد طوّرت الشركة، من خلال أبحاثها وتطويرها للبوصلات الإلكترونية، تقنية ناضجة وأسسًا نظرية راسخة. وبالإضافة إلى التحسين المستمر لدقة تحديد الشمال، تُقدم الشركة أيضًا تعويض الميل ووظائف أخرى. إذا كنتم مهتمين بمنتجاتنا، ندعوكم للتعرف أكثر على بوصلتنا الرقمية ثنائية الأبعاد منخفضة التكلفة C9-C و40° تعويض الميل - البوصلة الرقمية ثلاثية الأبعاد C90-B وما إلى ذلك، يمكنك الاتصال بفريقنا الفني والمهني في أي وقت.C9-Aبوصلة إلكترونية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة مزودة بتقنية تعويض ثلاثية الأبعاد متطورةC9-Bبوصلة إلكترونية ثنائية الأبعاد (2D) تعمل بنظام Modbus RTU للطائرات بدون طيارC9-Cبوصلة إلكترونية ثنائية الأبعاد عالية الدقة (2D) على لوحة دارة واحدة تقيس زوايا السمت من 0 إلى 360 درجةC9-Dبوصلة إلكترونية ثنائية الأبعاد عالية الدقة (2D) على لوحة دارة واحدة لقياس زوايا السمت من 0 إلى 360 درجة