Inertial नेभिगेसन भनेको के हो?
Inertial नेभिगेसनको आधारभूत कुराहरू
इनर्टियल नेभिगेसनका आधारभूत सिद्धान्तहरू अन्य नेभिगेसन विधिहरूसँग मिल्दोजुल्दो छन्। यो प्रारम्भिक स्थिति, प्रारम्भिक अभिविन्यास, प्रत्येक क्षणमा गतिको दिशा र अभिविन्यास सहित मुख्य जानकारी प्राप्त गर्नमा निर्भर गर्दछ, र क्रमशः यी डाटाहरू (गणितीय एकीकरण अपरेसनहरूको अनुरूप) लाई सही रूपमा नेभिगेसन प्यारामिटरहरू निर्धारण गर्न, जस्तै अभिमुखीकरण र स्थिति निर्धारण गर्न।
Inertial नेभिगेसनमा सेन्सरहरूको भूमिका
हालको अभिमुखीकरण (रवैया) र गतिशील वस्तुको स्थिति जानकारी प्राप्त गर्न, जडत्वीय नेभिगेसन प्रणालीहरूले महत्त्वपूर्ण सेन्सरहरूको सेट प्रयोग गर्दछ, मुख्य रूपमा एक्सेलेरोमिटरहरू र जाइरोस्कोपहरू समावेश गर्दछ। यी सेन्सरहरूले इनर्टियल सन्दर्भ फ्रेममा वाहकको कोणीय वेग र प्रवेग मापन गर्छन्। डाटा त्यसपछि एकीकृत र गति र सापेक्ष स्थिति जानकारी प्राप्त गर्न समय संग प्रशोधन गरिन्छ। पछि, यो जानकारी नेभिगेसन समन्वय प्रणालीमा परिणत हुन्छ, प्रारम्भिक स्थिति डेटाको संयोजनमा, क्यारियरको हालको स्थानको निर्धारणमा परिणत हुन्छ।
Inertial नेभिगेसन प्रणाली को सञ्चालन सिद्धान्तहरू
Inertial नेभिगेसन प्रणालीहरू आत्म-निहित, आन्तरिक बन्द-लूप नेभिगेसन प्रणालीहरूको रूपमा काम गर्छन्। तिनीहरू वाहकको गतिको समयमा त्रुटिहरू सच्याउन वास्तविक-समय बाह्य डेटा अपडेटहरूमा भर पर्दैनन्। जस्तै, छोटो-अवधि नेभिगेसन कार्यहरूको लागि एकल जडत्वीय नेभिगेसन प्रणाली उपयुक्त छ। लामो-अवधि सञ्चालनहरूका लागि, यसलाई अन्य नेभिगेसन विधिहरू, जस्तै उपग्रह-आधारित नेभिगेसन प्रणालीहरू, आवधिक रूपमा संचित आन्तरिक त्रुटिहरू सच्याउनको लागि जोडिएको हुनुपर्छ।
Inertial नेभिगेसन को लुकाउने क्षमता
आकाशीय नेभिगेसन, स्याटेलाइट नेभिगेसन, र रेडियो नेभिगेसन सहित आधुनिक नेभिगेसन टेक्नोलोजीहरूमा, इनर्टियल नेभिगेसन स्वायत्त रूपमा खडा हुन्छ। यसले न त बाह्य वातावरणमा संकेतहरू उत्सर्जन गर्छ न त आकाशीय वस्तुहरू वा बाह्य संकेतहरूमा निर्भर गर्दछ। फलस्वरूप, जडत्वीय नेभिगेसन प्रणालीहरूले उच्चतम स्तरको लुकाउने क्षमता प्रदान गर्दछ, तिनीहरूलाई अत्यन्त गोपनीयता आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श बनाउँछ।
Inertial नेभिगेसनको आधिकारिक परिभाषा
Inertial Navigation System (INS) एक नेभिगेसन प्यारामिटर अनुमान प्रणाली हो जसले जाइरोस्कोप र एक्सेलेरोमिटरहरूलाई सेन्सरको रूपमा प्रयोग गर्दछ। प्रणाली, जाइरोस्कोपको आउटपुटमा आधारित, नेभिगेसन समन्वय प्रणालीमा वाहकको वेग र स्थिति गणना गर्न एक्सेलेरोमिटरहरूको आउटपुट प्रयोग गर्दा नेभिगेसन समन्वय प्रणाली स्थापना गर्दछ।
Inertial नेभिगेसन को आवेदन
Inertial टेक्नोलोजीले एरोस्पेस, उड्डयन, सामुद्रिक, पेट्रोलियम अन्वेषण, जियोडेसी, ओशनोग्राफिक सर्वेक्षण, भूगर्भीय ड्रिलिंग, रोबोटिक्स, र रेलवे प्रणालीहरू सहित विविध डोमेनहरूमा फराकिलो अनुप्रयोगहरू फेला पारेको छ। उन्नत जडत्वीय सेन्सरहरूको आगमनको साथ, जडत्व प्रविधिले अन्य क्षेत्रहरू बीच अटोमोटिभ उद्योग र मेडिकल इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूमा यसको उपयोगिता विस्तार गरेको छ। अनुप्रयोगहरूको यो विस्तारित दायराले धेरै अनुप्रयोगहरूको लागि उच्च-सटीक नेभिगेसन र स्थिति क्षमताहरू प्रदान गर्न इनर्टियल नेभिगेसनको बढ्दो महत्त्वपूर्ण भूमिकालाई रेखांकित गर्दछ।
Inertial मार्गदर्शन को मुख्य घटक:फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप
फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोपको परिचय
Inertial नेभिगेसन प्रणालीहरू तिनीहरूको मुख्य घटकहरूको शुद्धता र परिशुद्धतामा धेरै निर्भर हुन्छन्। एउटा यस्तो कम्पोनेन्ट जसले यी प्रणालीहरूको क्षमतालाई उल्लेखनीय रूपमा बृद्धि गरेको छ फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप (FOG)। FOG एक महत्वपूर्ण सेन्सर हो जसले उल्लेखनीय सटीकताका साथ क्यारियरको कोणीय वेग मापन गर्नमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।
फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप सञ्चालन
FOGs ले Sagnac प्रभावको सिद्धान्तमा काम गर्छ, जसमा लेजर बीमलाई दुईवटा छुट्टाछुट्टै बाटोमा विभाजन गर्ने समावेश छ, जसले यसलाई कुण्डलित फाइबर अप्टिक लुपको साथ विपरीत दिशामा यात्रा गर्न अनुमति दिन्छ। जब वाहक, FOG सँग इम्बेडेड, घुम्छ, दुई बीमहरू बीचको यात्रा समयको भिन्नता क्यारियरको रोटेशनको कोणीय वेगसँग समानुपातिक हुन्छ। यो समय ढिलाइ, Sagnac फेज शिफ्ट भनेर चिनिन्छ, त्यसपछि ठीक मापन गरिन्छ, FOG लाई वाहकको रोटेशन सम्बन्धी सही डाटा प्रदान गर्न सक्षम पार्दै।
फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपको सिद्धान्तमा फोटोडिटेक्टरबाट प्रकाशको किरण उत्सर्जन गर्नु समावेश छ। यो प्रकाश किरण एक युग्मक मार्फत जान्छ, एक छेउबाट प्रवेश गर्छ र अर्कोबाट बाहिर निस्कन्छ। त्यसपछि यो अप्टिकल लूप मार्फत यात्रा गर्दछ। प्रकाशका दुई किरणहरू, विभिन्न दिशाहरूबाट आउँदै, लुपमा प्रवेश गर्नुहोस् र वरिपरि परिक्रमा गरेपछि एक सुसंगत सुपरपोजिसन पूरा गर्नुहोस्। फिर्ता हुने प्रकाशले प्रकाश उत्सर्जन गर्ने डायोड (LED) मा पुन: प्रवेश गर्छ, जुन यसको तीव्रता पत्ता लगाउन प्रयोग गरिन्छ। जबकि फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपको सिद्धान्त सीधा लाग्न सक्छ, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण चुनौती दुईवटा प्रकाश बीमहरूको अप्टिकल मार्ग लम्बाइलाई असर गर्ने कारकहरू हटाउनमा छ। यो फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपको विकासमा सामना गर्ने सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण मुद्दाहरू मध्ये एक हो।
1: सुपरलुमिनेसेन्ट डायोड २: फोटो डिटेक्टर डायोड
3. प्रकाश स्रोत युग्मक 4.फाइबर रिंग युग्मक 5. अप्टिकल फाइबर रिंग
फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपका फाइदाहरू
FOGs ले धेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ जसले तिनीहरूलाई inertial नेभिगेसन प्रणालीहरूमा अमूल्य बनाउँछ। तिनीहरू तिनीहरूको असाधारण सटीकता, विश्वसनीयता, र स्थायित्वको लागि प्रसिद्ध छन्। मेकानिकल जाइरोजको विपरीत, FOG हरूमा कुनै चल्ने भागहरू छैनन्, जसले झर्ने जोखिम कम गर्दछ। थप रूपमा, तिनीहरू झटका र कम्पन प्रतिरोधी छन्, तिनीहरूलाई एयरोस्पेस र रक्षा अनुप्रयोगहरू जस्ता वातावरणको माग गर्नका लागि आदर्श बनाउँदछ।
Inertial Navigation मा फाइबर अप्टिक Gyroscopes को एकीकरण
Inertial नेभिगेसन प्रणालीहरूले तिनीहरूको उच्च परिशुद्धता र विश्वसनीयताका कारण FOG हरू समावेश गर्दैछन्। यी gyroscopes अभिमुखीकरण र स्थिति को सही निर्धारण को लागी आवश्यक महत्वपूर्ण कोणीय वेग मापन प्रदान गर्दछ। अवस्थित inertial नेभिगेसन प्रणालीहरूमा FOGs एकीकृत गरेर, अपरेटरहरूले सुधारिएको नेभिगेसन शुद्धताबाट लाभ उठाउन सक्छन्, विशेष गरी परिस्थितिहरूमा जहाँ चरम परिशुद्धता आवश्यक छ।
Inertial नेभिगेसनमा फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपको अनुप्रयोगहरू
FOGs को समावेशले विभिन्न डोमेनहरूमा इनर्टियल नेभिगेसन प्रणालीहरूको अनुप्रयोगहरू विस्तार गरेको छ। एयरोस्पेस र उड्डयनमा, FOG-सुसज्जित प्रणालीहरूले विमान, ड्रोन र अन्तरिक्ष यानका लागि सटीक नेभिगेसन समाधानहरू प्रदान गर्दछ। तिनीहरू पनि व्यापक रूपमा समुद्री नेभिगेसन, भूवैज्ञानिक सर्वेक्षणहरू, र उन्नत रोबोटिक्समा प्रयोग गरिन्छ, यी प्रणालीहरूलाई परिष्कृत प्रदर्शन र विश्वसनीयताका साथ सञ्चालन गर्न सक्षम पार्दै।
फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपका विभिन्न संरचनात्मक रूपहरू
फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपहरू विभिन्न संरचनात्मक कन्फिगरेसनहरूमा आउँछन्, जसमा हाल इन्जिनियरिङको दायरामा प्रवेश गर्ने प्रमुख एक हो।बन्द-लूप ध्रुवीकरण-बनाउने फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोप। यस gyroscope को मूल मा छध्रुवीकरण-बरखास्त फाइबर लूप, ध्रुवीकरण कायम राख्ने फाइबर र एक सटीक डिजाइन गरिएको फ्रेमवर्क समावेश। यस लूपको निर्माणमा फोहोल्ड सिमेट्रिक वाइन्डिङ विधि समावेश हुन्छ, जसलाई ठोस-स्टेट फाइबर लूप कुण्डल बनाउनको लागि एक अद्वितीय सीलिंग जेलद्वारा पूरक हुन्छ।
को प्रमुख विशेषताहरुध्रुवीकरण - फाइबर अप्टिक जीyro कोइल
▶ अद्वितीय फ्रेमवर्क डिजाइन:जाइरोस्कोप लूपहरूले एक विशिष्ट फ्रेमवर्क डिजाइन सुविधा दिन्छ जसले विभिन्न प्रकारका ध्रुवीकरण-सम्भार गर्ने फाइबरहरू सजिलैसँग समायोजन गर्दछ।
▶ फोरफोल्ड सिमेट्रिक घुमाउने प्रविधि:चार गुणा सममित घुमाउरो प्रविधिले शुप प्रभावलाई कम गर्छ, सटीक र भरपर्दो मापन सुनिश्चित गर्दछ।
▶ उन्नत सील जेल सामग्री:उन्नत सीलिंग जेल सामग्रीको रोजगार, एक अद्वितीय उपचार प्रविधिको साथ संयुक्त, कम्पनहरूको प्रतिरोधलाई बढाउँछ, यी जाइरोस्कोप लूपहरू माग गर्ने वातावरणमा अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श बनाउँछ।
▶ उच्च तापमान संगत स्थिरता:जाइरोस्कोप लूपहरूले विभिन्न थर्मल अवस्थाहरूमा पनि शुद्धता सुनिश्चित गर्दै उच्च तापमान संगठित स्थिरता प्रदर्शन गर्दछ।
▶ सरलीकृत लाइटवेट फ्रेमवर्क:जाइरोस्कोप लूपहरू सीधा तर हल्का तौल फ्रेमवर्कको साथ इन्जिनियर गरिएका छन्, उच्च प्रशोधन सटीकताको ग्यारेन्टी गर्दै।
▶ लगातार घुमाउने प्रक्रिया:घुमाउरो प्रक्रिया स्थिर रहन्छ, विभिन्न परिशुद्धता फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोपको आवश्यकताहरू अनुरूप।
सन्दर्भ
Groves, PD (2008)। Inertial नेभिगेसनको परिचय।नेभिगेसनको जर्नल, 61(१), १३-२८।
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019)। नेभिगेसन अनुप्रयोगहरूको लागि Inertial सेन्सर टेक्नोलोजीहरू: कलाको अवस्था।स्याटेलाइट नेभिगेसन, १(१), १-१५।
वुडम्यान, ओजे (2007)। Inertial नेभिगेसनको परिचय।क्याम्ब्रिज विश्वविद्यालय, कम्प्युटर प्रयोगशाला, UCAM-CL-TR-696.
चटिला, आर, र लाउमन्ड, जेपी (1985)। मोबाइल रोबोटहरूको लागि स्थिति सन्दर्भ र लगातार विश्व मोडलिङ।रोबोटिक्स र स्वचालन मा 1985 IEEE अन्तर्राष्ट्रिय सम्मेलन को कार्यवाही मा(भोल्युम 2, पृ। 138-145)। IEEE।
नि: शुल्क परामर्श चाहिन्छ?
मेरा केही परियोजनाहरू
मैले योगदान गरेको अद्भुत कार्यहरू। गर्वका साथ!
