ระบบนำทางเฉื่อยและเทคโนโลยีไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

สมัครสมาชิกโซเชียลมีเดียของเราเพื่อโพสต์พร้อมท์

ในยุคแห่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำ ระบบนำทางกลายเป็นเสาหลักที่ขับเคลื่อนความก้าวหน้ามากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคส่วนที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง การเดินทางจากการนำทางบนท้องฟ้าขั้นพื้นฐานไปจนถึงระบบนำทางเฉื่อย (INS) ที่ซับซ้อนเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของความพยายามอย่างแน่วแน่ของมนุษยชาติในการสำรวจและระบุตำแหน่งที่แม่นยำ การวิเคราะห์นี้จะเจาะลึกเข้าไปในกลไกที่ซับซ้อนของ INS โดยสำรวจเทคโนโลยีล้ำสมัยของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก (FOG) และบทบาทสำคัญของโพลาไรเซชันในการดูแลรักษาไฟเบอร์ลูป

ส่วนที่ 1: การถอดรหัสระบบนำทางเฉื่อย (INS):

ระบบนำทางเฉื่อย (INS) โดดเด่นในฐานะเครื่องช่วยนำทางอัตโนมัติ โดยคำนวณตำแหน่ง ทิศทาง และความเร็วของยานพาหนะอย่างแม่นยำ โดยไม่ขึ้นอยู่กับสัญญาณภายนอก ระบบเหล่านี้ประสานเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวและการหมุนเข้าด้วยกัน โดยผสานรวมเข้ากับแบบจำลองการคำนวณสำหรับความเร็วเริ่มต้น ตำแหน่ง และการวางแนวได้อย่างราบรื่น

INS ตามแบบฉบับประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามประการ:

· มาตรความเร่ง: องค์ประกอบสำคัญเหล่านี้จะบันทึกความเร่งเชิงเส้นของยานพาหนะ ซึ่งแปลการเคลื่อนไหวเป็นข้อมูลที่วัดได้
· ไจโรสโคป: องค์ประกอบสำคัญในการกำหนดความเร็วเชิงมุม ส่วนประกอบเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญในการวางแนวของระบบ
· โมดูลคอมพิวเตอร์: ศูนย์กลางประสาทของ INS ประมวลผลข้อมูลหลายแง่มุมเพื่อให้ได้การวิเคราะห์ตำแหน่งแบบเรียลไทม์

ภูมิคุ้มกันของ INS ต่อการหยุดชะงักจากภายนอกทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในภาคการป้องกัน อย่างไรก็ตาม มันต้องต่อสู้กับ 'การดริฟท์' - ความแม่นยำที่ค่อยๆ ลดลง ซึ่งจำเป็นต้องใช้โซลูชันที่ซับซ้อน เช่น การรวมเซ็นเซอร์เพื่อลดข้อผิดพลาด (Chatfield, 1997)

ปฏิสัมพันธ์ของส่วนประกอบระบบนำทางเฉื่อย

ส่วนที่ 2 พลศาสตร์การดำเนินงานของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก:

ไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติก (FOG) ถือเป็นการประกาศยุคแห่งการเปลี่ยนแปลงในการตรวจจับแบบหมุน โดยใช้ประโยชน์จากการรบกวนของแสง ด้วยความแม่นยำที่เป็นแกนหลัก FOG จึงมีความสำคัญต่อเสถียรภาพและการนำทางของยานพาหนะในอวกาศ

FOG ทำงานบนเอฟเฟกต์ Sagnac โดยที่แสงที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามภายในขดลวดไฟเบอร์ที่กำลังหมุน จะแสดงการเปลี่ยนเฟสที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการหมุน กลไกที่เหมาะสมยิ่งนี้แปลเป็นหน่วยวัดความเร็วเชิงมุมที่แม่นยำ

ส่วนประกอบสำคัญประกอบด้วย:

· แหล่งกำเนิดแสง: จุดเริ่มต้น ซึ่งโดยทั่วไปคือเลเซอร์ ซึ่งเริ่มต้นการเดินทางของแสงที่สอดคล้องกัน
· ไฟเบอร์คอยล์: ท่อร้อยสายแสงแบบขด จะช่วยยืดวิถีโคจรของแสง ดังนั้นจึงขยายเอฟเฟกต์ Sagnac
· เครื่องตรวจจับแสง: ส่วนประกอบนี้จะแยกแยะรูปแบบการรบกวนของแสงที่ซับซ้อน

ลำดับการทำงานของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

ส่วนที่ 3: ความสำคัญของโพลาไรเซชันในการรักษาลูปไฟเบอร์:

 

ไฟเบอร์ลูปการรักษาโพลาไรเซชัน (PM) ซึ่งเป็นแก่นสารสำหรับ FOG รับประกันสถานะโพลาไรเซชันของแสงที่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในความแม่นยำของรูปแบบการรบกวน เส้นใยพิเศษเหล่านี้ ต่อสู้กับการกระจายตัวของโหมดโพลาไรเซชัน เพิ่มความไวของ FOG และความถูกต้องของข้อมูล (Kersey, 1996)

การเลือกไฟเบอร์ PM ที่กำหนดโดยความจำเป็นในการปฏิบัติงาน คุณลักษณะทางกายภาพ และความสอดคล้องของระบบ มีอิทธิพลต่อการวัดประสิทธิภาพโดยรวม

ส่วนที่ 4: การประยุกต์และหลักฐานเชิงประจักษ์:

FOG และ INS ค้นพบเสียงสะท้อนในการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การจัดการการโจมตีทางอากาศไร้คนขับไปจนถึงการรับประกันความเสถียรของภาพยนตร์ท่ามกลางความไม่แน่นอนด้านสิ่งแวดล้อม ข้อพิสูจน์ถึงความน่าเชื่อถือคือการนำไปใช้ใน Mars Rovers ของ NASA ซึ่งอำนวยความสะดวกในการนำทางนอกโลกอย่างปลอดภัยเมื่อเกิดข้อผิดพลาด (Maimone, Cheng และ Matthies, 2007)

วิถีของตลาดคาดการณ์ถึงช่องทางเฉพาะที่กำลังเติบโตสำหรับเทคโนโลยีเหล่านี้ โดยเวกเตอร์การวิจัยมุ่งเป้าไปที่การเสริมความยืดหยุ่นของระบบ เมทริกซ์ที่แม่นยำ และสเปกตรัมความสามารถในการปรับตัว (MarketsandMarkets, 2020)

หันเห_Axis_Corrected.svg
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
วงแหวนเลเซอร์ไจโรสโคป

วงแหวนเลเซอร์ไจโรสโคป

แผนผังของไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติกโดยอิงจากเอฟเฟกต์แซยัค

แผนผังของไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติกโดยอิงจากเอฟเฟกต์แซยัค

อ้างอิง:

  1. แชตฟิลด์, AB, 1997พื้นฐานของการนำทางเฉื่อยที่มีความแม่นยำสูงความก้าวหน้าด้านอวกาศและการบิน เล่ม. 174. เรสตัน รัฐเวอร์จิเนีย: สถาบันการบินและอวกาศแห่งอเมริกา
  2. Kersey, AD, et al., 1996. "ไจโรไฟเบอร์ออปติก: 20 ปีแห่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี" ในการดำเนินการของ IEEE,84(12) หน้า 1830-1834.
  3. Maimone, MW, Cheng, Y. และ Matthies, L., 2007. "Visual Odometry บนยานสำรวจดาวอังคาร - เครื่องมือในการรับรองการขับขี่ที่แม่นยำและการถ่ายภาพทางวิทยาศาสตร์"นิตยสาร IEEE Robotics & Automation14(2), หน้า 54-62.
  4. MarketsandMarkets, 2020 "ตลาดระบบนำทางเฉื่อยตามเกรด เทคโนโลยี แอปพลิเคชัน ส่วนประกอบ และภูมิภาค - การคาดการณ์ทั่วโลกถึงปี 2025"

 


ข้อสงวนสิทธิ์:

  • เราขอประกาศในที่นี้ว่าภาพบางภาพที่แสดงบนเว็บไซต์ของเราถูกรวบรวมจากอินเทอร์เน็ตและวิกิพีเดียเพื่อวัตถุประสงค์ในการศึกษาเพิ่มเติมและแบ่งปันข้อมูล เราเคารพสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้สร้างต้นฉบับทั้งหมด ภาพเหล่านี้ถูกใช้โดยไม่มีจุดประสงค์เพื่อผลประโยชน์ทางการค้า
  • หากคุณเชื่อว่าเนื้อหาใด ๆ ที่ใช้ละเมิดลิขสิทธิ์ของคุณ โปรดติดต่อเรา เราเต็มใจอย่างยิ่งที่จะใช้มาตรการที่เหมาะสม รวมถึงการถอดภาพออกหรือระบุแหล่งที่มาที่เหมาะสม เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามกฎหมายและข้อบังคับด้านทรัพย์สินทางปัญญา เป้าหมายของเราคือการรักษาแพลตฟอร์มที่เต็มไปด้วยเนื้อหา ยุติธรรม และเคารพสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้อื่น
  • โปรดติดต่อเราผ่านช่องทางการติดต่อดังต่อไปนี้email: sales@lumispot.cn- เรามุ่งมั่นที่จะดำเนินการทันทีเมื่อได้รับการแจ้งเตือนใดๆ และรับประกันความร่วมมือ 100% ในการแก้ไขปัญหาดังกล่าว

เวลาโพสต์: 18 ต.ค.-2023