ระบบนำทางเฉื่อยและเทคโนโลยีไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

สมัครสมาชิกโซเชียลมีเดียของเราเพื่อรับโพสต์ทันที

ในยุคแห่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำ ระบบนำทางได้กลายมาเป็นเสาหลักสำคัญที่ขับเคลื่อนความก้าวหน้ามากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคส่วนที่ต้องใช้ความแม่นยำ การเดินทางจากระบบนำทางบนท้องฟ้าขั้นพื้นฐานไปสู่ระบบนำทางเฉื่อย (INS) ที่ซับซ้อน สะท้อนถึงความพยายามอย่างไม่ลดละของมนุษยชาติในการสำรวจและความแม่นยำที่แม่นยำ การวิเคราะห์นี้เจาะลึกกลไกอันซับซ้อนของ INS สำรวจเทคโนโลยีล้ำสมัยของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก (FOG) และบทบาทสำคัญของโพลาไรเซชันในการรักษาลูปไฟเบอร์

ส่วนที่ 1: การถอดรหัสระบบนำทางเฉื่อย (INS):

ระบบนำทางเฉื่อย (INS) โดดเด่นในฐานะระบบช่วยนำทางอัตโนมัติที่คำนวณตำแหน่ง ทิศทาง และความเร็วของยานพาหนะได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ขึ้นกับสัญญาณภายนอก ระบบเหล่านี้ประสานเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวและการหมุนเข้าด้วยกัน ผสานรวมกับแบบจำลองการคำนวณสำหรับความเร็วเริ่มต้น ตำแหน่ง และทิศทางได้อย่างราบรื่น

INS ต้นแบบประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามประการ:

· เครื่องวัดความเร่ง: องค์ประกอบที่สำคัญเหล่านี้จะบันทึกความเร่งเชิงเส้นของยานพาหนะ โดยแปลงการเคลื่อนที่เป็นข้อมูลที่วัดได้
· ไจโรสโคป: เป็นส่วนสำคัญในการกำหนดความเร็วเชิงมุม ส่วนประกอบเหล่านี้มีความสำคัญต่อการวางแนวระบบ
· โมดูลคอมพิวเตอร์: ศูนย์กลางการประมวลผลของ INS ที่ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลหลายแง่มุมเพื่อให้ได้การวิเคราะห์ตำแหน่งแบบเรียลไทม์

ภูมิคุ้มกันของ INS ต่อผลกระทบจากภายนอกทำให้ INS มีความจำเป็นอย่างยิ่งในภาคการป้องกันประเทศ อย่างไรก็ตาม INS ต้องรับมือกับ "การเลื่อนไหล" ซึ่งเป็นการเสื่อมถอยของความแม่นยำอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งทำให้จำเป็นต้องใช้โซลูชันที่ซับซ้อน เช่น การรวมเซ็นเซอร์เพื่อลดข้อผิดพลาด (Chatfield, 1997)

การโต้ตอบระหว่างส่วนประกอบของระบบนำทางเฉื่อย

ส่วนที่ 2 พลวัตการทำงานของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก:

ไจโรสโคปใยแก้วนำแสง (FOG) ถือเป็นยุคแห่งการเปลี่ยนแปลงของการตรวจจับการหมุน โดยใช้ประโยชน์จากการรบกวนของแสง ด้วยความแม่นยำเป็นหัวใจสำคัญ FOG จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาเสถียรภาพและการนำทางของยานอวกาศ

FOG ทำงานบนปรากฏการณ์ Sagnac ซึ่งแสงที่เคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามภายในขดลวดเส้นใยที่หมุนอยู่ จะทำให้เกิดการเลื่อนเฟสที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการหมุน กลไกที่ละเอียดซับซ้อนนี้จะแปลงเป็นค่าเมตริกความเร็วเชิงมุมที่แม่นยำ

ส่วนประกอบที่สำคัญประกอบด้วย:

· แหล่งกำเนิดแสง: จุดเริ่มต้น โดยทั่วไปจะเป็นเลเซอร์ ที่จะเริ่มต้นการเดินทางของแสงที่มีความสอดคล้องกัน
· คอยล์ไฟเบอร์:ท่อนำแสงแบบขด จะช่วยยืดวิถีของแสง จึงทำให้เอฟเฟกต์ Sagnac ขยายใหญ่ขึ้น
· เครื่องตรวจจับแสง: ส่วนประกอบนี้ทำหน้าที่แยกแยะรูปแบบการรบกวนที่ซับซ้อนของแสง

ลำดับการทำงานของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

ส่วนที่ 3: ความสำคัญของการโพลาไรเซชันในการรักษาลูปไฟเบอร์:

 

ลูปไฟเบอร์แบบโพลาไรเซชันที่รักษา (PM) ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับ FOG ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสถานะโพลาไรเซชันของแสงจะสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความแม่นยำของรูปแบบการรบกวน ไฟเบอร์พิเศษเหล่านี้ช่วยต่อสู้กับการกระจายตัวของโหมดโพลาไรเซชัน ช่วยเสริมความไวของ FOG และความถูกต้องของข้อมูล (Kersey, 1996)

การเลือกไฟเบอร์ PM ที่กำหนดโดยความจำเป็นในการปฏิบัติงาน คุณลักษณะทางกายภาพ และความสมดุลของระบบ ส่งผลต่อตัวชี้วัดประสิทธิภาพโดยรวม

ส่วนที่ 4: การประยุกต์ใช้และหลักฐานเชิงประจักษ์:

FOG และ INS พบการสั่นพ้องในหลากหลายรูปแบบการใช้งาน ตั้งแต่การควบคุมการบินของยานไร้คนขับ ไปจนถึงการสร้างเสถียรภาพของภาพยนตร์ท่ามกลางความไม่แน่นอนของสภาพแวดล้อม หลักฐานที่ยืนยันความน่าเชื่อถือของ FOG คือการนำไปใช้งานในยานสำรวจดาวอังคารของนาซา ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการนำทางนอกโลกที่ปลอดภัยจากความผิดพลาด (Maimone, Cheng และ Matthies, 2007)

วิถีทางการตลาดคาดการณ์ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะมีช่องว่างเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยเวกเตอร์การวิจัยมุ่งเป้าไปที่การเสริมสร้างความยืดหยุ่นของระบบ เมทริกซ์ความแม่นยำ และสเปกตรัมความสามารถในการปรับตัว (MarketsandMarkets, 2020)

การแก้ไขแกนเอียง
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
ไจโรสโคปเลเซอร์แบบวงแหวน

ไจโรสโคปเลเซอร์แบบวงแหวน

แผนผังของไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติกโดยอาศัยปรากฏการณ์ซาญัก

แผนผังของไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติกโดยอาศัยปรากฏการณ์ซาญัก

อ้างอิง:

  1. แชทฟิลด์, AB, 1997.พื้นฐานของการนำทางเฉื่อยที่มีความแม่นยำสูงความก้าวหน้าทางดาราศาสตร์และการบิน, เล่มที่ 174, เรสตัน, VA: สถาบันการบินและอวกาศแห่งอเมริกา
  2. Kersey, AD และคณะ, 1996. "ไจโรไฟเบอร์ออปติก: 20 ปีแห่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี" ในการดำเนินการของ IEEE84(12), หน้า 1830-1834.
  3. Maimone, MW, Cheng, Y. และ Matthies, L., 2007. "การวัดระยะทางด้วยภาพบนรถสำรวจดาวอังคาร - เครื่องมือเพื่อรับประกันการขับขี่ที่แม่นยำและการถ่ายภาพทางวิทยาศาสตร์"นิตยสาร IEEE Robotics & Automation14(2), หน้า 54-62.
  4. MarketsandMarkets, 2020. “ตลาดระบบนำทางเฉื่อยจำแนกตามเกรด เทคโนโลยี แอปพลิเคชัน ส่วนประกอบ และภูมิภาค - พยากรณ์ทั่วโลกถึงปี 2025”

 


คำปฏิเสธความรับผิดชอบ:

  • เราขอประกาศ ณ ที่นี้ว่ารูปภาพบางภาพที่แสดงบนเว็บไซต์ของเราได้รับการรวบรวมจากอินเทอร์เน็ตและวิกิพีเดียเพื่อวัตถุประสงค์ในการส่งเสริมการศึกษาและการแบ่งปันข้อมูล เราเคารพสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้สร้างต้นฉบับทุกท่าน รูปภาพเหล่านี้ถูกนำไปใช้โดยไม่มีเจตนาแสวงหาผลกำไรเชิงพาณิชย์
  • หากคุณเชื่อว่าเนื้อหาใดๆ ที่ใช้ละเมิดลิขสิทธิ์ของคุณ โปรดติดต่อเรา เรายินดีอย่างยิ่งที่จะใช้มาตรการที่เหมาะสม ซึ่งรวมถึงการลบรูปภาพหรือระบุแหล่งที่มาที่ถูกต้อง เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามกฎหมายและข้อบังคับเกี่ยวกับทรัพย์สินทางปัญญา เป้าหมายของเราคือการรักษาแพลตฟอร์มที่มีเนื้อหาครบถ้วน ยุติธรรม และเคารพสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้อื่น
  • กรุณาติดต่อเราผ่านช่องทางการติดต่อต่อไปนี้email: sales@lumispot.cnเรามุ่งมั่นที่จะดำเนินการทันทีเมื่อได้รับการแจ้งเตือนใดๆ และให้ความร่วมมือ 100% ในการแก้ไขปัญหาใดๆ ดังกล่าว

เวลาโพสต์: 18 ต.ค. 2566