ফাইবার অপটিক ইনার্শিয়াল ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন সিস্টেম কী? নীতি ও প্রয়োগ

ফাইবার অপটিক ইনার্শিয়াল ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন সিস্টেম কী? নীতি ও প্রয়োগ

১. ভূমিকা

ফাইবার অপটিক ইনার্শিয়াল ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন সিস্টেম হল একটি উচ্চ-নির্ভুল, সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় নেভিগেশন সমাধান যা ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপ (FOG) এবং উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন অ্যাক্সেলেরোমিটারকে মূল ইনার্শিয়াল সেন্সিং ডিভাইস হিসেবে ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে। প্রচলিত MEMS নেভিগেশন মডিউলগুলির থেকে ভিন্ন, যা কম খরচ এবং ক্ষুদ্রাকৃতির উপর জোর দেয়, ফাইবার অপটিক ইনার্শিয়াল নেভিগেশন অতি-নিম্ন ড্রিফট, সলিড-স্টেট কাঠামো এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতার বৈশিষ্ট্যযুক্ত, যা এটিকে উচ্চ-প্রান্তের শিল্প, সামুদ্রিক এবং মহাকাশ সরঞ্জামের জন্য সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য নেভিগেশন প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি করে তুলেছে।

যেহেতু বিশুদ্ধ ইনার্শিয়াল নেভিগেশন দীর্ঘ সময় ধরে চলার সময় অনিবার্যভাবে ক্রমবর্ধমান ত্রুটি তৈরি করে, তাই ফাইবার ইনার্শিয়াল সিস্টেম সাধারণত GNSS, ওডোমিটার, DVL বা অন্যান্য সহায়ক নেভিগেশন উৎসের সাথে একত্রিত করে একটি ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন সমাধান তৈরি করা হয়। এই ফিউশন পদ্ধতি বাহ্যিক পজিশনিং তথ্যের মাধ্যমে ইনার্শিয়াল ড্রিফটকে ক্ষতিপূরণ দেয় এবং অবিচ্ছিন্ন, উচ্চ-নির্ভুল এবং উচ্চ-নির্ভরযোগ্য পূর্ণ-দৃশ্যকল্প নেভিগেশন আউটপুট অর্জন করে।

২. মূল কার্যপ্রণালী

২.১ ফাইবার ইনার্শিয়াল মেজারমেন্ট ইউনিট কোর সেন্সিং

ফাইবার অপটিক ইনার্শিয়াল ইউনিট ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপ এবং প্রিসিশন অ্যাক্সেলেরোমিটারের মাধ্যমে রিয়েল-টাইম থ্রি-অ্যাক্সিস কৌণিক বেগ এবং থ্রি-অ্যাক্সিস নির্দিষ্ট বল ডেটা সংগ্রহ করে। স্যাগনাক অপটিক্যাল সেন্সিং নীতির উপর ভিত্তি করে, জাইরোস্কোপ কোনও যান্ত্রিক ঘূর্ণন অংশ ছাড়াই ক্যারিয়ার ঘূর্ণন পরিবর্তনগুলি ক্যাপচার করে, শূন্য-পরিধান এবং উচ্চ-স্থিতিশীল মনোভাব পরিমাপ উপলব্ধি করে। অ্যাক্সেলেরোমিটার ক্যারিয়ারের রৈখিক গতি এবং অভিকর্ষের পরিবর্তনগুলি নির্ভুলভাবে অনুভব করে।

রিয়েল-টাইম ইনার্শিয়াল নেভিগেশন অ্যালগরিদম সমাধানের মাধ্যমে, সিস্টেম ক্রমাগত মনোভাব কোণ, কৌণিক হার, বেগ এবং মূল ইনার্শিয়াল ডেটা আউটপুট করে, ক্যারিয়ারের জন্য অতি-উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি গতি অবস্থার রেফারেন্স সরবরাহ করে।

২.২ মাল্টি-সেন্সর ফিউশন ও ত্রুটি সংশোধন

ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন সিস্টেম উন্নত কালম্যান ফিল্টারিং এবং অ্যাডাপ্টিভ ফিউশন অ্যালগরিদম গ্রহণ করে ইনার্শিয়াল ডেটাকে GNSS বা অন্যান্য সহায়ক নেভিগেশন ডেটার সাথে নিবিড়ভাবে যুক্ত করে।

যখন স্যাটেলাইট সংকেত স্থিতিশীল থাকে, তখন GNSS ইনার্শিয়াল নেভিগেশনের দীর্ঘমেয়াদী ড্রিফট সংশোধন করে এবং পরম পজিশনিং নির্ভুলতা বজায় রাখে। যখন GNSS ব্লক করা হয়, বাধাগ্রস্ত হয় বা হস্তক্ষেপ করা হয়, তখন ফাইবার ইনার্শিয়াল ইউনিট উচ্চ-নির্ভুল ডেড রেকনিং স্বাধীনভাবে গ্রহণ করে অবিচ্ছিন্ন নেভিগেশন আউটপুট নিশ্চিত করে। দুটি সেন্সর একে অপরের পরিপূরক, দীর্ঘমেয়াদে কোনও ড্রিফট নেই, স্বল্প মেয়াদে কোনও বাধা নেই।

৩. ফাইবার অপটিক ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশনের মূল সুবিধা

• অতি-নিম্ন দীর্ঘমেয়াদী ড্রিফট ফাইবার অপটিক জাইরোস্কোপে কোনও যান্ত্রিক ঘর্ষণ এবং কাঠামোগত পরিধান নেই, যা ক্রমবর্ধমান ত্রুটিগুলি কার্যকরভাবে দমন করে, সাধারণ MEMS ইনার্শিয়াল নেভিগেশন সিস্টেমের স্থিতিশীলতাকে ছাড়িয়ে যায়।
• শক্তিশালী অ্যান্টি-ইন্টারফারেন্স ও স্বায়ত্তশাসন এটি বাহ্যিক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সংকেতের উপর নির্ভর করে না এবং GNSS ডিনায়াল, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স এবং জটিল আচ্ছাদিত পরিবেশের অধীনে স্বাভাবিকভাবে কাজ করতে পারে।
• চমৎকার পরিবেশগত অভিযোজনযোগ্যতা সলিড-স্টেট অপটিক্যাল কাঠামোর শক্তিশালী কম্পন প্রতিরোধ ক্ষমতা, শক প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং প্রশস্ত-তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা রয়েছে, যা উচ্চ-প্রান্তের সরঞ্জামের দীর্ঘমেয়াদী অবিচ্ছিন্ন অপারেশনের জন্য উপযুক্ত।
• উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ও উচ্চ-নির্ভুল আউটপুট উচ্চ-হারের মনোভাব এবং নেভিগেশন ডেটা সরবরাহ করে, যা ক্যারিয়ারের ছোট মনোভাব পরিবর্তন এবং উচ্চ গতিশীল গতি সঠিকভাবে ক্যাপচার করতে পারে।
• দীর্ঘ পরিষেবা জীবন ও উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা শূন্য যান্ত্রিক ক্ষতি নকশা ব্যর্থতার হার এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ ব্যাপকভাবে হ্রাস করে, মহাকাশ এবং সামুদ্রিক সরঞ্জামের দীর্ঘ-চক্র মিশন প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

৪. FOG ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন এবং MEMS ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশনের মধ্যে পার্থক্য

MEMS ইনার্শিয়াল নেভিগেশন ক্ষুদ্রাকৃতি, কম বিদ্যুৎ খরচ এবং কম খরচের বৈশিষ্ট্যযুক্ত এবং এটি কনজিউমার ড্রোন, AGV এবং কম-গতির বেসামরিক বুদ্ধিমান সরঞ্জামগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তবে, এতে তুলনামূলকভাবে বড় ড্রিফট রয়েছে এবং এটি অতি-দীর্ঘ-সহনশীল উচ্চ-নির্ভুল মিশনের জন্য উপযুক্ত নয়।

ফাইবার অপটিক ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন অতি-উচ্চ স্থিতিশীলতা এবং অতি-নিম্ন ড্রিফট অর্জনের জন্য আংশিক ক্ষুদ্রাকৃতি এবং খরচ কর্মক্ষমতা ত্যাগ করে। এটি প্রধানত উচ্চ-প্রান্তের পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে দীর্ঘ সহনশীলতা, উচ্চ নির্ভুলতা এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা প্রয়োজন, MEMS ইনার্শিয়াল নেভিগেশনের সাথে একটি পরিপূরক পণ্য অবস্থান তৈরি করে।

৫. প্রধান অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি

• সামুদ্রিক ও পানির নিচের সরঞ্জাম অফশোর জাহাজ, পানির নিচের UUV এবং সাবসি ডিটেকশন সরঞ্জাম, স্যাটেলাইট সংকেত ছাড়াই দীর্ঘমেয়াদী স্বয়ংক্রিয় নেভিগেশন অর্জন করে।
• মহাকাশ ও বিশেষ বিমান মাঝারি এবং বড় ফিক্সড-উইং বিমান, রোটরক্রাফট এবং উচ্চ-গতির বিশেষ ফ্লাইট প্ল্যাটফর্ম, উচ্চ-গতিশীল ফ্লাইটের জন্য স্থিতিশীল মনোভাব এবং নেভিগেশন রেফারেন্স সরবরাহ করে।
• উচ্চ-নির্ভুল জরিপ ও ম্যাপিং যানবাহন-বহনকারী, জাহাজ-বহনকারী এবং বিমান-বহনকারী মোবাইল ম্যাপিং সিস্টেম, উচ্চ-নির্ভুল POS ডেটা সমাধানের সমর্থন করে।
• বিশেষ বুদ্ধিমান সরঞ্জাম উচ্চ-প্রান্তের স্বয়ংক্রিয় যানবাহন, ইঞ্জিনিয়ারিং মেশিনারি স্ট্যাবিলাইজেশন সিস্টেম এবং বিশেষ রোবট প্ল্যাটফর্মগুলির জন্য উচ্চ স্থিতিশীলতা নেভিগেশন প্রয়োজন।

৬. প্রযুক্তিগত সারসংক্ষেপ

একটি উচ্চ-প্রান্তের ইনার্শিয়াল নেভিগেশন সমাধান হিসাবে, ফাইবার অপটিক ইনার্শিয়াল ইন্টিগ্রেটেড নেভিগেশন সিস্টেম স্বয়ংক্রিয় ইনার্শিয়াল সেন্সিং এবং মাল্টি-সোর্স ডেটা ফিউশনের সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে। এটি ঐতিহ্যবাহী নেভিগেশন পদ্ধতির সংকেত নির্ভরতা এবং ক্রমবর্ধমান ত্রুটির মূল শিল্প সমস্যাগুলি সমাধান করে। চমৎকার স্থিতিশীলতা এবং নির্ভরযোগ্যতার সাথে, এটি সামুদ্রিক, মহাকাশ এবং নির্ভুল জরিপ ক্ষেত্রগুলিতে উচ্চ-প্রান্তের বুদ্ধিমান সরঞ্জামগুলির জন্য মূল নেভিগেশন কনফিগারেশন হয়ে উঠেছে।