Wat is een glasvezel traagheidsnavigatiesysteem? Principe & Toepassing

Wat is een geïntegreerd navigatiesysteem met glasvezel?

1Inleiding

Een glasvezel-inertiaal geïntegreerd navigatiesysteem is een zeer nauwkeurig,volledig autonome navigatieoplossing met glasvezel gyroscopen (FOG) en hoogwaardige versnellingsmeters als kerninertiële sensorenIn tegenstelling tot conventionele MEMS-navigatiemodules die zich richten op lage kosten en miniaturisatie, heeft glasvezelinertiale navigatie een ultralage drift, een vaste-staatstructuur, een hoge snelheid en een hoge snelheid.en lange termijn stabiliteit, waardoor het een van de meest betrouwbare navigatietechnologieën is voor high-end industriële, maritieme en ruimtevaartapparatuur.

Aangezien zuivere traagheidsnavigatie onvermijdelijk cumulatieve fouten veroorzaakt bij lange werktijden, wordt het traagheidsvezelsysteem gewoonlijk gecombineerd met GNSS, kilometerteller, DVL,of andere hulpmiddelen voor navigatie om eengeïntegreerde navigatieoplossingDeze fusie methode compenseert de traagheidsdrift met externe positioneringsinformatie en zorgt voor een continue, zeer nauwkeurige en zeer betrouwbare navigatie in een volledig scenario.

2. Hoofdwerkingsbeginsel

2.1 Fibre Inertial Measurement Unit Core Sensing

De inertiële eenheid van glasvezel verzamelt real-time drieassige hoeksnelheid en drieassige specifieke krachtgegevens via glasvezel gyroscopen en precisieversnellingsmeters.Gebaseerd op het Sagnac optische sensing principe, neemt de gyroscoop veranderingen in dragerrotatie op zonder mechanische rotatieonderdelen en realiseert daarmee een mate van houding zonder slijtage en met een hoge stabiliteit.De versnellingsmeter detecteert nauwkeurig de lineaire beweging en zwaartekrachtveranderingen van de drager.

Door middel van real-time inertiële navigatie algoritme oplossing, het systeem continu uitgangen houding hoek, hoek snelheid, snelheid, en originele inertiële gegevens,het verstrekken van een referentie voor de toestand van de ultrahoge frequentiebeweging voor de drager.

2.2 Multi-sensor fusie en foutcorrectie

Het geïntegreerde navigatiesysteem maakt gebruik van geavanceerde Kalman-filterings- en adaptieve fusiealgoritmen om traagheidsgegevens nauw te koppelen aan GNSS- of andere hulpnavigatiegegevens.

Wanneer satellietsignalen stabiel zijn, corrigeert GNSS de langetermijndrift van traagheidsnavigatie en behoudt het absolute positioneringsnauwkeurigheid.de inertiële vezel-eenheid verricht onafhankelijk een zeer nauwkeurige dead-reckoning om een continue navigatie-uitgang te garanderen;De twee sensoren vullen elkaar perfect aan en realiserengeen drift op lange termijn, geen onderbreking op korte termijn.

3De belangrijkste voordelen van de geïntegreerde navigatie met glasvezel

• Ultra-lage langetermijndriftGlasvezel gyroscoop heeft geen mechanische wrijving en structurele slijtage, effectief het onderdrukken van cumulatieve fouten, ver boven de stabiliteit van gewone MEMS traagheidsnavigatiesystemen.
• Sterke anti-inmenging en autonomieHet is niet afhankelijk van externe elektromagnetische signalen en kan normaal werken onder GNSS-ontkenning, elektromagnetische interferentie en complexe beschermde omgevingen.
• Uitstekende aanpassingsvermogen voor het milieuDe optische structuur met vaste toestand heeft een sterke trillingsweerstand, schokbestendigheid en hoge temperatuurstabiliteit, geschikt voor langdurige continue werking van hoogwaardige apparatuur.
• Hoogfrequente en hoogprecisie-uitgangVerstrekken van hoge snelheid houding en navigatie gegevens, die nauwkeurig kleine houdingsveranderingen en hoge dynamische beweging van het vervoerder kan vangen.
• Lange levensduur en hoge betrouwbaarheidHet ontwerp met geen mechanische verliezen vermindert het falen en de onderhoudskosten aanzienlijk en voldoet aan de vereisten van ruimtevaart- en maritieme apparatuur voor lange cycli.

4Verschillen tussen FOG Integrated Navigation en MEMS Integrated Navigation

MEMS-inertiale navigatie wordt gekenmerkt door miniaturisatie, laag stroomverbruik en lage kosten en wordt veel gebruikt in drones, AGV's en civiele intelligente apparatuur met lage snelheid.het heeft een relatief grote drift en is niet geschikt voor ultra-lange duurzame missie met hoge precisie.

Optische vezel geïntegreerde navigatie offert gedeeltelijke miniaturisatie en kostenprestaties op in ruil voorultra-hoge stabiliteit en ultra-lage driftHet wordt voornamelijk gebruikt voor high-end scenario's die een lange duurzaamheid, hoge precisie en hoge betrouwbaarheid vereisen, waardoor een complementaire productpositionering met MEMS-inertiale navigatie wordt gevormd.

5. Belangrijkste toepassingsscenario's

• Maritieme en onderwaterapparatuurOffshore schepen, onderwater UUV's en onderzeese detectieapparatuur, die op lange termijn autonome navigatie zonder satellietsignalen mogelijk maken.
• Luchtvaart & Speciale vliegtuigenMiddelgrote en grote vliegtuigen met vaste vleugels, rotorvliegtuigen en speciale vliegplatforms met hoge snelheid, die een stabiele houding en navigatieverwijzing bieden voor een zeer dynamische vlucht.
• Hoog nauwkeurige landmeting en kartografieMobiele kaartsystemen voor voertuigen, schepen en lucht, die een hoge precisie van de POS-gegevens ondersteunen.
• Speciale intelligente apparatuurAutonome voertuigen van hoge kwaliteit, stabilisatiesystemen voor technische machines en speciale robotplatforms die een hoge stabiliteit van navigatie vereisen.

6. Technische samenvatting

Als een high-end inertiële navigatieoplossing combineert het glasvezel-inertiële geïntegreerde navigatiesysteem de voordelen van autonome inertiële sensoren en datafusie met meerdere bronnen.Het oplost de kernproblemen van de industrie van signaalafhankelijkheid en cumulatieve fouten van traditionele navigatiemethodenMet zijn uitstekende stabiliteit en betrouwbaarheid is het de belangrijkste navigatieconfiguratie geworden voor high-end intelligente apparatuur op het gebied van maritieme, ruimtevaart en nauwkeurige topografie.