سیستم ناوبری اینرسیایی یکپارچه فیبر نوری چیست؟ اصول و کاربرد

سیستم ناوبری یکپارچه ی بی وقفه ی فیبر نوری چیست؟ اصل و کاربرد

1مقدمه

یک سیستم ناوبری یکپارچه ی بی وقفه ی فیبر نوری یک سیستم ناوبری با دقت بالاست.راه حل ناوبری کاملا مستقل ساخته شده با جیروسکوپ های فیبر نوری (FOG) و شتاب سنج های با عملکرد بالا به عنوان دستگاه های اصلی سنجش بی وقفهبرخلاف ماژول های ناوبری معمولی MEMS که بر هزینه پایین و کوچک سازی تمرکز دارند، ناوبری جاودان فیبر نوری دارای حرکت بسیار کم، ساختار جامد،و ثبات بلند مدت، که آن را به یکی از قابل اطمینان ترین فن آوری های ناوبری برای تجهیزات صنعتی، دریایی و هوافضا پیشرفته تبدیل می کند.

از آنجا که ناوبری بی وقفه خالص به طور اجتناب ناپذیری در طول عملیات طولانی مدت خطاهای تجمعی ایجاد می کند، سیستم بی وقفه فیبر معمولاً با GNSS، odometer، DVL،یا سایر منابع کمک به ناوبری برای تشکیل یکراه حل ناوبری یکپارچه. این روش همجوشی حرکت بی وقفه را با اطلاعات موقعیت گذاری خارجی جبران می کند و به خروجی ناوبری تمام سناریوی مستمر، با دقت بالا و قابلیت اطمینان بالا می رسد.

2اصل اصلی کار

2.1 سنجش هسته واحد اندازه گیری بی وقفه فیبر

واحد بی وقفه فیبر نوری در زمان واقعی سرعت زاویه ای سه محور و داده های نیروی خاص سه محور را از طریق ژایروسکوپ های فیبر نوری و شتاب سنج دقیق جمع آوری می کند.بر اساس اصل سنجش نوری ساجناک، ژایروسکوپ تغییرات چرخش حامل را بدون قطعات چرخش مکانیکی ضبط می کند و اندازه گیری وضعیت بدون فرسایش و با ثبات بالا را تحقق می بخشد.شتاب سنج حرکت خطی و تغییرات گرانش حامل را به دقت حس می کند.

از طریق حل الگوریتم ناوبری بی وقفه در زمان واقعی، سیستم به طور مداوم زاویه نگرش، نرخ زاویه ای، سرعت و داده های بی وقفه اصلی را تولید می کند،ارائه مرجع حالت حرکت فرکانس فوق العاده بالا برای حامل.

2.2 فیوژن چند سنسور و تصحیح خطا

سیستم ناوبری یکپارچه از الگوریتم های پیشرفته فیلتر سازی Kalman و همجوشی سازگاری استفاده می کند تا داده های بی وقفه را با GNSS یا سایر داده های ناوبری کمکی به طور دقیق جفت کند.

هنگامی که سیگنال های ماهواره ای پایدار هستند، GNSS حرکت طولانی مدت ناوبری بی وقفه را اصلاح می کند و دقت مطلق موقعیت را حفظ می کند.واحد بی وقفه فیبر به طور مستقل انجام حساب مردگان با دقت بالا برای اطمینان از خروجی ناوبری مداوم. دو سنسور به طور کامل به هم مکمل می شونددر درازمدت هیچ گونه حرکت و در کوتاهمدت هیچ گونه وقفه ای وجود ندارد..

3مزایای اصلی ناوبری یکپارچه فیبر نوری

• حرکت بلند مدت بسیار کمژایروسکوپ فیبر نوری هیچ اصطکاک مکانیکی و فرسایش ساختاری ندارد، به طور موثر اشتباهات تجمعی را سرکوب می کند و ثبات سیستم های ناوبری بی وقفه معمولی MEMS را به مراتب فراتر می برد.
• مقاومت قوی در برابر دخالت و استقلالاین سیستم به سیگنال های الکترومغناطیسی خارجی تکیه نمی کند و می تواند به طور معمول در شرایط انکار GNSS، تداخل الکترومغناطیسی و محیط های محافظ پیچیده کار کند.
• سازگاری عالی با محیط زیستساختار نوری حالت جامد دارای مقاومت قوی در برابر ارتعاش، مقاومت در برابر شوک و ثبات در دمای وسیع است که برای کار مداوم بلند مدت تجهیزات پیشرفته مناسب است.
• خروجی با فرکانس بالا و دقت بالاداده های موقعیت و ناوبری با سرعت بالا را ارائه می دهد که می تواند تغییرات کوچک موقعیت و حرکت پویا حامل را به دقت ثبت کند.
• عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالاطراحی تلفات مکانیکی صفر میزان شکست و هزینه نگهداری را به شدت کاهش می دهد و نیازهای ماموریت چرخه طولانی تجهیزات هوافضا و دریایی را برآورده می کند.

4تفاوت بین ناوبری یکپارچه FOG و ناوبری یکپارچه MEMS

ناوبری بی وقفه MEMS با کوچک سازی، مصرف انرژی پایین و هزینه پایین مشخص می شود و به طور گسترده در هواپیماهای بدون سرنشین مصرفی، AGV ها و تجهیزات هوشمند غیرنظامی با سرعت پایین استفاده می شود.در حالی که در حال حاضر در حال ساخت و ساز است، در حال حاضر در حال ساخت و ساز است..

ناوبری یکپارچه ی فیبر نوری، کوچک سازی و عملکرد هزینه ای را در ازایثبات فوق العاده بالا و حرکت فوق العاده کماین سیستم به طور عمده برای سناریوهای پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به استقامت طولانی، دقت بالا و قابلیت اطمینان بالا دارند و موقعیت محصول مکمل را با ناوبری بی وقفه MEMS تشکیل می دهند.

5سناریوهای کاربرد اصلی

• تجهیزات دریایی و زیر آبکشتی های دریایی، UUV های زیر آب و تجهیزات شناسایی زیر دریایی، که بدون سیگنال های ماهواره ای به ناوبری مستقل طولانی مدت دست می یابند.
• هوافضا و هواپیماهای ویژههواپیماهای بال ثابت متوسط و بزرگ، هواپیماهای چرخش و سیستم های پرواز ویژه با سرعت بالا، که موقعیت ثابت و مرجع ناوبری را برای پرواز با پویایی بالا فراهم می کنند.
• اندازه گیری و نقشه برداری با دقت بالاسیستم های نقشه برداری تلفن همراه در وسایل نقلیه، کشتی و هوا، که از حل داده های POS با دقت بالا پشتیبانی می کنند.
• تجهیزات هوشمند ویژهوسایل نقلیه خودران پیشرفته، سیستم های تثبیت ماشین آلات مهندسی و سیستم های روبات ویژه ای که نیاز به ناوبری با ثبات بالا دارند.

6خلاصه ی فنی

به عنوان یک راه حل ناوبری بی وقفه پیشرفته، سیستم ناوبری یکپارچه بی وقفه فیبر نوری مزایای سنجش بی وقفه مستقل و ادغام داده های چند منبع را ترکیب می کند.آن را حل نقاط درد صنعت هسته ای از وابستگی سیگنال و خطا تجمع روش های ناوبری سنتیبا ثبات و قابلیت اطمینان برجسته، این سیستم تبدیل به پیکربندی اصلی ناوبری برای تجهیزات هوشمند پیشرفته در زمینه های دریایی، هوافضا و بررسی دقیق شده است.