Navigazione inerziale

Navigazione inerziale

Campu di Applicazione Laser

Cosa hè a navigazione inerziale?

 

Fundamenti di a navigazione inerziale

I principii fundamentali di a navigazione inerziale sò simili à quelli di altri metudi di navigazione.Si basa nantu à l'acquistu di l'infurmazioni chjave, cumprese a pusizione iniziale, l'orientazione iniziale, a direzzione è l'orientazione di u muvimentu in ogni mumentu, è l'integrazione progressiva di sti dati (analogi à l'operazioni d'integrazione matematica) per determinà precisamente i paràmetri di navigazione, cum'è l'orientazione è a pusizione.

 

U rolu di i sensori in a navigazione inerziale

Per ottene l'orientazione attuale (attitudine) è l'infurmazioni di pusizioni di un ughjettu in muvimentu, i sistemi di navigazione inerziali impieganu un inseme di sensori critichi, custituiti principalmente di accelerometri è giroscopi.Questi sensori misuranu a velocità angulare è l'accelerazione di u trasportatore in un quadru di riferimentu inerziale.I dati sò poi integrati è processati cù u tempu per derivà l'infurmazioni di velocità è di pusizioni relative.In seguitu, sta infurmazione hè trasfurmata in u sistema di coordenate di navigazione, in cunglisazione cù i dati di a pusizione iniziale, culminendu in a determinazione di u locu attuale di u trasportatore.

 

Principii di Operazione di Sistemi di Navigazione Inerziale

I sistemi di navigazione inerziali operanu cum'è sistemi di navigazione internu in circuitu chjusu autonomi.Ùn si basanu micca nantu à l'aghjurnamenti di dati esterni in tempu reale per correggerà l'errori durante u muvimentu di u trasportatore.Comu tali, un solu sistema di navigazione inerziale hè adattatu per i travaglii di navigazione di corta durata.Per l'operazioni di longa durata, deve esse cumminata cù altri metudi di navigazione, cum'è i sistemi di navigazione satellitari, per correggere periodicamente l'errori interni accumulati.

 

A dissimulazione di a navigazione inerziale

In i tecnulugii muderni di navigazione, cumprese a navigazione celeste, a navigazione satellitare è a radionavigazione, a navigazione inerziale si distingue cum'è autonoma.Ùn emette micca signali à l'ambiente esternu nè dipende da l'uggetti celesti o signali esterni.In cunseguenza, i sistemi di navigazione inerziali offrenu u più altu livellu di ocultabilità, facendu ideali per applicazioni chì necessitanu a massima cunfidenziale.

 

Definizione ufficiale di navigazione inerziale

Sistema di Navigazione Inerziale (INS) hè un sistema di stima di parametri di navigazione chì impiega giroscopi è accelerometri cum'è sensori.U sistema, basatu annantu à l'output di giroscopi, stabilisce un sistema di coordenate di navigazione mentre utilizendu l'output di accelerometri per calculà a velocità è a pusizione di u trasportatore in u sistema di coordenate di navigazione.

 

Applicazioni di navigazione inerziale

A tecnulugia inerziale hà trovu una vasta gamma di applicazioni in diversi duminii, cumpresi aerospaziale, aviazione, marittima, esplorazione di petroliu, geodesia, sondaggi oceanografichi, perforazione geologica, robotica è sistemi ferroviari.Cù l'avventu di sensori inerziali avanzati, a tecnulugia inerziale hà allargatu a so utilità à l'industria di l'automobile è à i dispositi elettronichi medichi, frà altri campi.Stu scopu in espansione di l'applicazioni mette in risaltu u rolu sempre più cruciale di a navigazione inerziale in furnisce una navigazione di alta precisione è capacità di posizionamentu per una multitùdine di applicazioni.

Bobina GYRO in fibra ottica

Bobina giroscopica in fibra ottica

Sapè ne di più
Ase fonte di luce

FOGs ASE Light Source

Sapè ne di più

** An sistema di navigazione inerzialeimpiega sensori per misurà a pusizione è l'orientazione.Agiroscopio a fibra ottica, chì hè un sensoru di rotazione precisa, include aanellu di fibra ottica (Bobina di fibra otticacum'è un cumpunente core.I giroscopi in fibra ottica sò utilizati per rinfurzà a precisione di i sistemi di navigazione inerziali, furnisce dati di navigazione più precisi.

Vantaghji dinavigazione inerziale

1. Sistema autònuma chì ùn dipende micca di l'infurmazioni esterni.

2. Ùn affettatu da influenza elettromagnetica esterna.

3. Si pò furnisce pusizioni, vitezza, angulu attitudine è altri dati.

4. Bona continuità di l'infurmazioni di navigazione è pocu rumore.

5. Alta precisione di dati aghjurnati è bona stabilità.

U Componente Core di Guida Inerziale:

Giroscopio in fibra ottica

 

Introduzione à i giroscopi in fibra ottica

I sistemi di navigazione inerziale si basanu assai nantu à l'accuratezza è a precisione di i so cumpunenti core.Un tali cumpunenti chì hà rinfurzatu significativamente e capacità di questi sistemi hè u Giroscopiu Fibra Ottica (FOG).FOG hè un sensoru criticu chì ghjoca un rolu pivotale in a misurazione di a velocità angulare di u trasportatore cù una precisione notevuli.

 

Funzionamentu di u giroscopiu in fibra ottica

I FOG operanu nantu à u principiu di l'effettu Sagnac, chì implica di split un fasciu laser in dui percorsi separati, chì permettenu di viaghjà in direzzione opposta longu un ciclu di fibra ottica in spirale.Quandu u traspurtadore, incrustatu cù u FOG, gira, a diffarenza di u tempu di viaghju trà i dui fasci hè proporzionale à a velocità angulare di a rotazione di u trasportatore.Stu ritardu di tempu, cunnisciutu cum'è u cambiamentu di fase di Sagnac, hè allora misuratu precisamente, chì permette à u FOG di furnisce dati precisi in quantu à a rotazione di u trasportatore.

 

U principiu di un giroscopiu in fibra ottica implica l'emissione di un fasciu di luce da un fotodetettore.Stu fasciu di luce passa per un accoppiatore, entra da una estremità è esce da un altru.Dopu viaghja per un ciclu otticu.Dui fasci di luce, chì venenu da diverse direzzione, entranu in u ciclu è compie una superposizione coherente dopu avè circundatu.A lumera torna torna in un diodu emettitore di luce (LED), chì hè utilizatu per detectà a so intensità.Mentre chì u principiu di un giroscopiu in fibra ottica pò parè simplice, a sfida più significativa si trova in l'eliminazione di i fatturi chì affettanu a lunghezza di u percorsu otticu di i dui fasci di luce.Questu hè unu di i prublemi più critichi affrontati in u sviluppu di giroscopi in fibra ottica.

 耦合器

1: diodu superluminescente           2: diodu fotodetettore

accoppiatore 3.light source           4.accoppiatore di anelli di fibra            5.anellu di fibra ottica

Vantaggi di i giroscopi in fibra ottica

I FOG offrenu parechji vantaghji chì li facenu inestimabili in sistemi di navigazione inerziali.Sò famosi per a so precisione eccezziunale, affidabilità è durabilità.A cuntrariu di i gyros meccanichi, i FOG ùn anu micca parti in muvimentu, riducendu u risicu di usura.Inoltre, sò resistenti à i scossa è a vibrazione, facenu ideali per ambienti esigenti cum'è applicazioni aerospaziali è di difesa.

 

Integrazione di giroscopi in fibra ottica in navigazione inerziale

I sistemi di navigazione inerziale incorporanu sempre più FOG per via di a so alta precisione è affidabilità.Questi giroscopi furniscenu e misure di velocità angulari cruciali necessarie per a determinazione precisa di l'orientazione è a pusizione.Integrando i FOG in i sistemi di navigazione inerziali esistenti, l'operatori ponu prufittà di una precisione di navigazione mejorata, soprattuttu in situazioni induve una precisione estrema hè necessaria.

 

Applicazioni di giroscopi in fibra ottica in navigazione inerziale

L'inclusione di FOG hà allargatu l'applicazioni di sistemi di navigazione inerziale in diversi domini.In l'aeronautica è l'aviazione, i sistemi equipati di FOG offrenu soluzioni di navigazione precisa per aerei, droni è navi spaziali.Sò ancu largamente utilizati in navigazione marittima, studi geologichi è robotica avanzata, chì permettenu à questi sistemi di operare cun prestazione è affidabilità rinfurzata.

 

Diverse varianti strutturali di giroscopi in fibra ottica

I giroscopi in fibra ottica venenu in diverse cunfigurazioni strutturali, cù u predominante chì entra in u regnu di l'ingegneria hè uGiroscopio in fibra ottica chì mantene a polarizazione in ciclu chjusu.À u core di stu giroscopiu hè uloop fibre polarization-mantenimentu, chì comprende fibre di mantenimentu di polarizazione è un quadru cuncepitu precisamente.A custruzzione di stu loop implica un metudu di avvolgimentu simmetricu quadruplicatu, supplementatu da un gel di sigillatura unicu per furmà una bobina di loop di fibra à u statu solidu.

 

Caratteristiche chjave di

Polarization-Mainting Fibra Ottica Gyro Coil

▶ Design Unique Framework:I loops di giroscopiu presentanu un disignu di quadru distintivu chì accoglie diversi tipi di fibre di mantenimentu di polarizazione cun facilità.

▶ Tecnica di avvolgimentu simmetricu quadruplicatu:A tecnica di avvolgimentu simmetricu quadru minimiza l'effettu Shupe, assicurendu misure precise è affidabili.

▶ Materiale avanzatu di gel di sigillatura:L'impiegu di materiali di gel di sigillatura avanzati, cumminati cù una tecnica di cura unica, aumenta a resistenza à e vibrazioni, facendu questi loops di giroscopi ideali per applicazioni in ambienti esigenti.

▶ Stabilità di coerenza à alta temperatura:I loops di giroscopiu mostranu una stabilità di coerenza di alta temperatura, assicurendu a precisione ancu in cundizioni termiche variate.

▶ Quadru liggeru simplificatu:I loops di giroscopi sò ingegneriati cù un quadru semplice ma ligeru, chì guarantisci una alta precisione di trasfurmazioni.

▶Processu di bobinatura consistente:U prucessu di avvolgimentu ferma stabile, adattendu à i bisogni di diversi giroscopi di fibra ottica di precisione.

Riferimentu

Groves, PD (2008).Introduzione à a Navigazione Inerziale.U Journal of Navigation, 61(1), 13-28.

El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019).Tecnologie di sensori inerziali per l'applicazioni di navigazione: u statu di l'arte.Navigazione satellitare, 1(1), 1-15.

Woodman, JO (2007).Una introduzione à a navigazione inerziale.Università di Cambridge, Laboratoriu di Computer, UCAM-CL-TR-696.

Chatila, R., & Laumond, JP (1985).Riferimentu di pusizioni è modellazione mundiale coherente per i robot mobili.In Proceedings of the 1985 IEEE International Conference on Robotics and Automation(Vol. 2, pp. 138-145).IEEE.

I prudutti cunnessi