Падпішыцеся на нашыя сацыяльныя сеткі для аператыўных публікацый
У эпоху рэвалюцыйных тэхналагічных поспехаў навігацыйныя сістэмы сталі асновай шматлікіх дасягненняў, асабліва ў сектарах, дзе важная дакладнасць. Шлях ад элементарнай нябеснай навігацыі да складаных інерцыяльных навігацыйных сістэм (ІНС) увасабляе нязломныя імкненні чалавецтва да даследаванняў і дасягнення высокай дакладнасці. Гэты аналіз глыбока паглыбляецца ў складаную механіку ІНС, даследуючы перадавыя тэхналогіі валаконна-аптычных гіраскопаў (ВАГ) і ключавую ролю палярызацыі ў падтрыманні валаконных контураў.
Частка 1: Расшыфроўка інерцыяльных навігацыйных сістэм (ІНС):
Інерцыяльныя навігацыйныя сістэмы (ІНС) вылучаюцца як аўтаномныя навігацыйныя сродкі, якія дакладна вылічваюць становішча, арыентацыю і хуткасць транспартнага сродку незалежна ад знешніх сігналаў. Гэтыя сістэмы гарманізуюць датчыкі руху і кручэння, бясшвоўна інтэгруючыся з вылічальнымі мадэлямі для пачатковай хуткасці, становішча і арыентацыі.
Архетыпічная INS ахоплівае тры асноўныя кампаненты:
· Акселерометры: гэтыя найважнейшыя элементы рэгіструюць лінейнае паскарэнне транспартнага сродку, пераўтвараючы рух у вымерныя дадзеныя.
· Гіраскопы: гэтыя кампаненты з'яўляюцца неад'емнай часткай вызначэння вуглавой хуткасці і маюць вырашальнае значэнне для арыентацыі сістэмы.
· Камп'ютэрны модуль: нервовы цэнтр INS, які апрацоўвае шматгранныя дадзеныя для атрымання аналітыкі пазіцый у рэжыме рэальнага часу.
Устойлівасць INS да знешніх перашкод робіць яе незаменнай у абаронным сектары. Аднак яна змагаецца з «дрэйфам» — паступовым зніжэннем дакладнасці, што патрабуе складаных рашэнняў, такіх як аб'яднанне датчыкаў для ліквідацыі памылак (Chatfield, 1997).
Частка 2. Дынаміка працы валаконна-аптычнага гіраскопа:
Валаконна-аптычныя гіраскопы (ВОГ) абвяшчаюць эру трансфармацыі ў ратацыйных датчыках, выкарыстоўваючы перашкоды святла. Дзякуючы дакладнасці, ВОГ маюць жыццёва важнае значэнне для стабілізацыі і навігацыі касмічных апаратаў.
Дыяфрагмы вонкавага асяроддзя (ВОГ) працуюць па прынцыпе эфекту Саньяка, дзе святло, праходзячы ў супрацьлеглых напрамках унутры круцячайся валаконнай шпулькі, праяўляе фазавы зрух, які карэлюе са зменамі хуткасці кручэння. Гэты тонкі механізм перакладаецца ў дакладныя паказчыкі вуглавой хуткасці.
Асноўныя кампаненты ўключаюць:
· Крыніца святла: пачатковая кропка, звычайна лазер, якая ініцыюе кагерэнтнае святловае падарожжа.
· Валакновая шпулькаСпіральны аптычны канал падаўжае траекторыю святла, тым самым узмацняючы эфект Саньяка.
· Фотадэтэктар: гэты кампанент распазнае складаныя інтэрферэнцыйныя карціны святла.
Частка 3: Значэнне палярызацыі для падтрымання валаконных контураў:
Валакновыя контуры з падтрыманнем палярызацыі (PM), якія з'яўляюцца квінтэсенцыяй для вольных дыяфрагм (ВОГ), забяспечваюць аднастайны стан палярызацыі святла, што з'яўляецца ключавым фактарам дакладнасці інтэрферэнцыйнай карціны. Гэтыя спецыялізаваныя валокны, змагаючыся з дысперсіяй палярызацыйных мод, павышаюць адчувальнасць ВОГ і дакладнасць дадзеных (Kersey, 1996).
Выбар валокнаў PM, прадыктаваны эксплуатацыйнымі патрабаваннямі, фізічнымі характарыстыкамі і сістэмнай гармоніяй, уплывае на агульныя паказчыкі прадукцыйнасці.
Частка 4: Прымяненне і эмпірычныя доказы:
Футурыстычныя лятальныя апараты (FOG) і інтэнсіўныя лятальныя апараты (INS) знаходзяць прымяненне ў розных сферах — ад арганізацыі беспілотных палётаў да забеспячэння кінематаграфічнай стабільнасці ў непрадказальнасці навакольнага асяроддзя. Пацвярджэннем іх надзейнасці з'яўляецца іх разгортванне ў марсаходах NASA, што спрыяе надзейнай пазаземнай навігацыі (Maimone, Cheng, and Matthies, 2007).
Рынкавыя траекторыі прагназуюць бурны рост нішы для гэтых тэхналогій, прычым вектары даследаванняў накіраваны на ўмацаванне ўстойлівасці сістэмы, матрыц дакладнасці і спектраў адаптыўнасці (MarketsandMarkets, 2020).
Кальцавы лазерны гіраскоп
Схема валаконна-аптычнага гіраскопа, заснаванага на эфекце Саньяка
Спасылкі:
- Чатфілд, Альберта, 1997.Асновы высокадакладнай інерцыяльнай навігацыі.Прагрэс у астранаўтыцы і аэранаўтыцы, т. 174. Рэстан, Вірджынія: Амерыканскі інстытут аэранаўтыкі і астранаўтыкі.
- Керсі, А. Д. і інш., 1996. «Валаконна-аптычныя гіраскопы: 20 гадоў тэхналагічнага прагрэсу», уМатэрыялы IEEE,84(12), с. 1830–1834.
- Маймон, М. В., Чэн, Ю. і Мэціс, Л., 2007. «Візуальная одаметрыя на марсаходах — інструмент для забеспячэння дакладнага кіравання і навуковай візуалізацыі».Часопіс IEEE па робататэхніцы і аўтаматызацыі,14(2), с. 54–62.
- MarketsandMarkets, 2020. «Рынак інерцыяльных навігацыйных сістэм па класе, тэхналогіі, прымяненні, кампанентах і рэгіёнах — глабальны прагноз да 2025 года».
Адмова ад адказнасці:
- Мы тым самым заяўляем, што некаторыя выявы, размешчаныя на нашым сайце, сабраны з Інтэрнэту і Вікіпедыі ў мэтах далейшай адукацыі і абмену інфармацыяй. Мы паважаем правы інтэлектуальнай уласнасці ўсіх аўтараў. Гэтыя выявы выкарыстоўваюцца без мэты атрымання камерцыйнай выгады.
- Калі вы лічыце, што які-небудзь выкарыстаны кантэнт парушае вашы аўтарскія правы, звяжыцеся з намі. Мы больш чым гатовыя прыняць адпаведныя меры, у тым ліку выдаліць выявы або ўказаць належную атрыбуцыю, каб забяспечыць выкананне законаў і правілаў аб інтэлектуальнай уласнасці. Наша мэта — падтрымліваць платформу, багатую кантэнтам, справядлівую і паважлівую да правоў інтэлектуальнай уласнасці іншых.
- Калі ласка, звяжыцеся з намі праз наступныя кантактныя дадзеныя,email: sales@lumispot.cnМы абавязуемся неадкладна прыняць меры пасля атрымання любога паведамлення і забяспечыць 100% супрацоўніцтва ў вырашэнні любых такіх праблем.
Час публікацыі: 18 кастрычніка 2023 г.