Was ist ein faseroptisches inertiales integriertes Navigationssystem? Prinzip & Anwendung

Was ist ein integriertes Inertialsystem für die Optik?

1Einführung

Ein integriertes Inertialsystem mit Glasfaser ist ein hochpräzises,vollständig autonome Navigationslösung mit Glasfaser-Gyroskopen (FOG) und Hochleistungsbeschleunigungsmessern als KerninertitätsmessgeräteIm Gegensatz zu herkömmlichen MEMS-Navigationsmodulen, die sich auf kostengünstige und miniaturisierte Systeme konzentrieren, verfügt die glasfaseroptische Trägheitsnavigation über eine ultra-niedrige Drift, eine Festkörperstruktur,und langfristige Stabilität, was sie zu einer der zuverlässigsten Navigationstechnologien für hochwertige industrielle, marine und Luft- und Raumfahrtausrüstung macht.

Da die reine Trägheitsnavigation unweigerlich während des langfristigen Betriebs kumulative Fehler erzeugt, wird das Glasfaserträgheitssystem in der Regel mit GNSS, Kilometer, DVL,oder andere Hilfsnavigationsquellen, um eineintegrierte NavigationslösungDiese Fusionsmethode kompensiert die Trägheitsdrift mit externen Positionierungsinformationen und ermöglicht eine kontinuierliche, hochpräzise und zuverlässige Navigation im vollen Szenario.

2Grundprinzip der Arbeit

2.1 Kernerkennung der Maschineneinheit für Faserinertialmessungen

Die Faseroptik Trägheits-Einheit sammelt Echtzeit-Drei-Achsen-Winkelgeschwindigkeit und drei-Achsen-spezifische Kraft-Daten durch Glasfaser-Gyroskope und Präzisionsbeschleunigungsmessgeräte.Basierend auf dem Sagnac-Prinzip der optischen SensorikDas Gyroskop erfasst ohne mechanische Drehteile die Veränderungen der Trägerrotation und ermöglicht eine Nullverschleiß- und hochstabile Haltungsmessung.Das Beschleunigungsmesser erkennt die lineare Bewegung und die Schwerkraftänderungen des Trägers genau.

Durch die Echtzeit-Inerzialschifffahrts-Algorithmus-Lösung, liefert das System kontinuierlich Einstellungswinkel, Winkelgeschwindigkeit, Geschwindigkeit und ursprüngliche Inertialdaten,mit einem Referenzwert für den ultrahochfrequenten Bewegungszustand des Trägers.

2.2 Multi-Sensor-Fusion und Fehlerkorrektur

Das integrierte Navigationssystem verwendet fortschrittliche Kalman-Filter- und adaptive Fusionsalgorithmen, um Trägheitsdaten eng mit GNSS oder anderen Hilfsnavigationsdaten zu koppeln.

Wenn Satellitensignale stabil sind, korrigiert das GNSS die langfristige Drift der Trägheitsnavigation und behält die absolute Positionsgenauigkeit bei.die Faser-Tätigkeitseinheit führt unabhängig von sich eine hochpräzise Totenrechnung durch, um eine kontinuierliche Navigationsleistung zu gewährleistenDie beiden Sensoren ergänzen einander perfekt und erkennenkeine Drift langfristig, keine Unterbrechung kurzfristig.

3Kernvorteile der integrierten Glasfasernavigation

• Ultra-niedrige langfristige VerschiebungDas Glasfaser-Gyroskop hat keine mechanische Reibung und keinen strukturellen Verschleiß, was kumulative Fehler effektiv unterdrückt und die Stabilität gewöhnlicher MEMS-Inerznavigationssysteme weit übersteigt.
• Starke Störungshemmnis und AutonomieEs ist nicht auf externe elektromagnetische Signale angewiesen und kann normal unter GNSS-Leugnung, elektromagnetischer Interferenz und komplexen geschützten Umgebungen arbeiten.
• Ausgezeichnete Anpassungsfähigkeit an die UmweltDie optische Festkörperstruktur weist eine starke Schwingungsbeständigkeit, Stoßbeständigkeit und hohe Temperaturstabilität auf und eignet sich für den langfristigen Dauerbetrieb von High-End-Geräten.
• Hochfrequenz- und hochpräzise AusgabeBereitstellung hochgradiger Einstellungs- und Navigationsdaten, die kleine Einstellungsänderungen und eine hohe dynamische Bewegung des Trägers genau erfassen können.
• Lange Lebensdauer und hohe ZuverlässigkeitDas Design mit einem mechanischen Verlustfreiheit reduziert die Ausfallrate und die Wartungskosten erheblich und erfüllt die Anforderungen an die langfristigen Missionen von Luft- und Raumfahrt- und Schiffsausrüstung.

4Unterschiede zwischen FOG-Integrierter Navigation und MEMS-Integrierter Navigation

MEMS-Inerznavigation zeichnet sich durch Miniaturisierung, geringen Stromverbrauch und niedrige Kosten aus und wird weitgehend in Consumer-Drohnen, AGVs und schnellen zivilen intelligenten Geräten eingesetzt.Es hat eine relativ große Drift und eignet sich nicht für hochpräzise Einsätze mit sehr langer Langzeitdauer..

Die integrierte Glasfasernavigation opfert eine teilweise Miniaturisierung und Kostenleistung im Austausch fürUltra-hohe Stabilität und ultra-niedrige DriftEs wird hauptsächlich für High-End-Szenarien verwendet, die eine lange Langlebigkeit, hohe Präzision und hohe Zuverlässigkeit erfordern und eine ergänzende Produktpositionierung mit MEMS-Inerznavigation bilden.

5. Hauptanwendungsszenarien

• Meeres- und UnterwassergeräteOffshore-Schiffe, Unterwasser-UUVs und Unterwasserdetektionsgeräte, die eine langfristige autonome Navigation ohne Satellitensignale ermöglichen.
• Luft- und Raumfahrt und SpezialflugzeugeMittel- und Großflugzeuge mit Festflügeln, Drehflugzeuge und Hochgeschwindigkeitsflugplattformen, die eine stabile Haltung und Navigationsreferenz für einen hochdynamischen Flug bieten.
• Hochgenaue Vermessung und KartierungFahrzeug-, Schiffs- und Luftfahrt-Mobilkartensysteme, die eine hochpräzise Lösung von POS-Daten unterstützen.
• Spezielle intelligente AusrüstungHochwertige autonome Fahrzeuge, Stabilisierungssysteme für Maschinenbau und spezielle Roboterplattformen, die eine hohe Navigationsstabilität erfordern.

6. technische Zusammenfassung

Als hochwertige Trägheitsnavigationslösung vereint das integrierte Trägheitsnavigationssystem aus Glasfaser die Vorteile autonomer Trägheitsmessung und der Multi-Source-Datenfusion.Es löst die Schmerzpunkte der Signalabhängigkeit und des kumulativen Fehlers traditioneller Navigationsmethoden.Mit seiner hervorragenden Stabilität und Zuverlässigkeit ist er zur Kernnavigationskonfiguration für hochwertige intelligente Geräte in den Bereichen Marine, Luftfahrt und Präzisionsmessung geworden.