慣性ナビゲーションとは何ですか?
慣性ナビゲーションの基礎
慣性ナビゲーションの基本原理は、他のナビゲーション方法の原則に似ています。初期位置、初期方向、各瞬間の動きの方向と方向を含む重要な情報の取得、およびこれらのデータ(数学的統合操作に類似)を徐々に統合して、方向や位置などのナビゲーションパラメーターを正確に決定することに依存しています。
慣性ナビゲーションにおけるセンサーの役割
現在の方向(態度)と移動オブジェクトの位置情報を取得するために、慣性ナビゲーションシステムは、主に加速度計とジャイロスコープで構成される一連の重要なセンサーを採用しています。これらのセンサーは、慣性基準フレームでキャリアの角速度と加速度を測定します。データは、速度と相対位置情報を導出するために、時間の経過とともに統合および処理されます。その後、この情報は、初期位置データと併せてナビゲーション座標系に変換され、キャリアの現在の位置の決定に至ります。
慣性ナビゲーションシステムの操作原則
慣性ナビゲーションシステムは、自己完結型の内部閉ループナビゲーションシステムとして動作します。彼らは、キャリアのモーション中にエラーを修正するためにリアルタイムの外部データの更新に依存していません。そのため、単一の慣性ナビゲーションシステムは、短時間のナビゲーションタスクに適しています。長期操作の場合、蓄積された内部エラーを定期的に修正するために、衛星ベースのナビゲーションシステムなどの他のナビゲーション方法と組み合わせる必要があります。
慣性ナビゲーションの隠蔽性
Celestial Navigation、Satellite Navigation、Radio Navigationを含む最新のナビゲーション技術では、慣性ナビゲーションが自律的であると際立っています。外部環境への信号を放出することも、天のオブジェクトや外部信号に依存することもありません。その結果、慣性ナビゲーションシステムは最高レベルの隠蔽性を提供し、最大限の機密性を必要とするアプリケーションに最適です。
慣性ナビゲーションの公式定義
慣性ナビゲーションシステム(INS)は、ジャイロスコープと加速度計をセンサーとして使用するナビゲーションパラメーター推定システムです。システムは、ジャイロスコープの出力に基づいて、ナビゲーション座標系のキャリアの速度と位置を計算するために加速度計の出力を利用しながら、ナビゲーション座標系を確立します。
慣性ナビゲーションのアプリケーション
慣性技術では、航空宇宙、航空、海上、石油探査、測地線、海洋学的調査、地質掘削、ロボット工学、鉄道システムなど、多様なドメインで幅広いアプリケーションを発見しました。高度な慣性センサーの出現により、慣性技術はその実用性を、他の分野の中でも中でも特に、自動車産業や医療用電子機器に拡大しました。このアプリケーションの拡大範囲は、多数のアプリケーションに高精度のナビゲーションとポジショニング機能を提供する上で、慣性ナビゲーションのますます重要な役割を強調しています。
慣性ガイダンスのコアコンポーネント:光ファイバージャイロスコープ
光ファイバージャイロスコープの紹介
慣性ナビゲーションシステムは、コアコンポーネントの精度と精度に大きく依存しています。これらのシステムの機能を大幅に強化したそのようなコンポーネントの1つは、光ファイバージャイロスコープ(FOG)です。霧は、キャリアの角速度を顕著な精度で測定する上で極めて重要な役割を果たす重要なセンサーです。
光ファイバージャイロスコープ操作
霧は、レーザービームを2つの別々のパスに分割することを伴うSAGNAC効果の原理で動作し、コイル状の光ファイバーループに沿って反対方向に移動できるようにします。霧で埋め込まれたキャリアが回転すると、2つのビーム間の移動時間の差は、キャリアの回転の角速度に比例します。 Sagnac位相シフトとして知られるこの時間遅延が正確に測定され、霧がキャリアの回転に関する正確なデータを提供できるようになります。
光ファイバージャイロスコープの原理には、光検出器から光の梁を放出することが含まれます。このライトビームはカプラーを通過し、一方の端から入り、もう一方の端から出ます。次に、光ループを通過します。さまざまな方向から来る2つの光線がループに入り、周りを回った後に一貫した重ね合わせを完了します。戻ってくる光は、その強度を検出するために使用される光発光ダイオード(LED)に再び入ります。光ファイバージャイロスコープの原理は簡単に思えるかもしれませんが、最も重要な課題は、2つの光ビームの光学経路長に影響する要因を排除することにあります。これは、光学ジャイロスコープの開発に直面する最も重要な問題の1つです。
1:超微量ダイオード 2:光検出器ダイオード
3.ソースカプラーを照らします 4.ファイバーリングカプラー 5.光学繊維リング
光ファイバージャイロスコープの利点
霧は、慣性ナビゲーションシステムで非常に貴重な利点を提供します。彼らは、例外的な正確さ、信頼性、耐久性で有名です。機械的なジャイロとは異なり、霧には可動部分がなく、摩耗や裂傷のリスクが低下します。さらに、それらは衝撃や振動に耐性があるため、航空宇宙や防衛アプリケーションなどの厳しい環境に最適です。
慣性ナビゲーションにおける光ファイバージャイロスコープの統合
慣性ナビゲーションシステムは、高精度と信頼性のために霧をますます取り入れています。これらのジャイロスコープは、方向と位置の正確な決定に必要な重要な角速度測定を提供します。霧を既存の慣性ナビゲーションシステムに統合することにより、オペレーターは、特に極端な精度が必要な状況で、ナビゲーションの精度の向上から利益を得ることができます。
慣性ナビゲーションにおける光ファイバージャイロスコープのアプリケーション
霧を含めることで、さまざまなドメイン全体で慣性ナビゲーションシステムのアプリケーションが拡大しました。航空宇宙と航空では、霧が装備されたシステムは、航空機、ドローン、宇宙船の正確なナビゲーションソリューションを提供します。また、海上航法、地質調査、高度なロボット工学で広く使用されているため、これらのシステムがパフォーマンスと信頼性を向上させて動作することができます。
光ファイバージャイロスコープのさまざまな構造バリエーション
光ファイバージャイロスコープにはさまざまな構造的構成があり、現在はエンジニアリングの領域に入っている主な構成があります。閉ループ偏光維持光ファイバージャイロスコープ。このジャイロスコープの中核はです偏光維持ファイバーループ、偏光維持繊維と正確に設計されたフレームワークを含む。このループの構築には、独自のシーリングジェルで補われて固体繊維ループコイルを形成する4倍の対称巻線法が含まれます。
の重要な機能偏光維持光ファイバーgYroコイル
▶ユニークなフレームワークデザイン:ジャイロスコープループは、さまざまな種類の偏光維持繊維を簡単に収容する独特のフレームワーク設計を備えています。
▶4倍の対称巻線技術:4倍の対称巻線技術は、シュペ効果を最小限に抑え、正確で信頼できる測定を確保します。
▶高度なシーリングジェル材料:高度なシーリングジェル材料の採用とユニークな硬化技術は、振動に対する抵抗を高め、これらのジャイロスコープループを厳しい環境での用途に最適にします。
▶高温コヒーレンスの安定性:ジャイロスコープループは高温コヒーレンスの安定性を示し、さまざまな熱条件でも精度を確保します。
▶単純化された軽量フレームワーク:ジャイロスコープループは、簡単でありながら軽量なフレームワークで設計されており、高い処理精度を保証します。
▶一貫した巻線プロセス:巻線プロセスは安定したままで、さまざまな精密光ファイバージャイロスコープの要件に適応します。
参照
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