ПРИЛОЖЕНИЯ

Основные положенияПродукт: Инерциальная навигационная система North FinderОсновные характеристики:Компоненты: Использует гироскопы и акселерометры для обеспечения точных инерциальных измерений, необходимых для определения направления на север.Функция: Быстро и точно определяет направление на север в любых погодных условиях, независимо от внешних сигналов.Области применения: Подходит как для военных, так и для гражданских целей, требующих автономной, устойчивой к помехам ориентации.Обработка данных: Включает в себя передовое программное обеспечение для сбора, обработки данных с датчиков и коррекции ошибок ориентации.Модульность: Программное обеспечение имеет модульную структуру для упрощения разработки, тестирования и сопровождения, что позволяет гибко обновлять систему.Появление устройства для определения направления на север является важным достижением в развитии инерциальной навигационной технологии. Оно широко используется в военной и гражданской сферах путем объединения инерциальных датчиков в высокоточную инерциальную измерительную систему, которая позволяет точно определять соответствующие параметры положения носителя и предоставлять различные информационные ресурсы, такие как координаты, ориентация и положение носителя, совместно с другим оборудованием.Североискатель — это инерциальный прибор, обладающий общими преимуществами инерциальных приборов, а именно: использованием инерциального принципа работы, независимостью от внешней информации, отсутствием излучения энергии во внешнюю среду, отсутствием помех от внешних воздействий, отсутствием воздействия магнитных полей и других факторов окружающей среды, хорошей устойчивостью к воздействию окружающей среды, превосходными характеристиками в условиях высоких и низких температур, а также является автономной системой определения ориентации. Он позволяет быстро и точно определять север в любых погодных условиях.В аппаратной части системы поиска севера выходные сигналы датчиков гироскопа и акселерометра фильтруются, обрабатываются и усиливаются, а аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал с помощью АЦП и поступает на управляющий компьютер системы поиска севера для вычислений и обработки.Программное обеспечение системы North Finder можно назвать душой системы; без управления программным обеспечением аппаратная часть системы практически бесполезна и не может выполнять свои функции. Программная часть управляет аппаратной частью всей системы, устанавливает начальные значения, регулярно собирает данные, обеспечивает интерфейс взаимодействия человека с компьютером, а также предоставляет последовательный и сетевой интерфейсы для обмена данными с внешним миром.Основное содержимое программного обеспечения для определения направления на север включает две части: первая — это программное обеспечение управления, которое обеспечивает работу оборудования в соответствии с заданной программой, например, инициализацию каждой части, управление прерываниями в процессе работы, управление связью между системой и внешним соединением; вторая — это программное обеспечение обработки данных, которое собирает информацию с каждого датчика и обрабатывает собранные данные для предотвращения искажения результатов определения направления на север.Его основные задачи: 1. Инициализация системы: включая выбор начального положения системы, определение момента срабатывания обратной связи гироскопа, инициализацию выборки АЦП и так далее.2. Управление передачей системы: программное обеспечение управляет вращением двигателя в соответствии с заданным положением.3. Обработка данных: АЦП-выборка и предварительная обработка данных; вычисление матрицы ориентации и коррекция ошибок; отображение и вывод данных и т. д. Эти задачи взаимосвязаны во времени и требуют координации с помощью управления прерываниями.При разработке программы North Finder мы следуем основному принципу модульности: программа разделена на несколько модулей, каждый из которых выполняет определенную функцию, а затем эти модули, объединяясь в единое целое, могут выполнять заданную функцию. Преимущества разработки модулей с независимыми функциями и без чрезмерного взаимодействия между ними заключаются в следующем: во-первых, разработка программного обеспечения с модульной реализацией относительно проста; во-вторых, независимые модули легко тестировать и поддерживать, а также легко модифицировать, заменять или добавлять новые модули по мере необходимости.Компания Micro-Magic Inc. освоила передовые технологии в производстве североискателей. В разработке внутреннего программного и аппаратного обеспечения навигационной системы Micro-Magic Inc. использует экономически эффективные и высокопроизводительные инерциальные компоненты. В настоящее время компания предлагает новый тип североискателя, отличающийся от традиционных моделей, — NF2000. Если вас заинтересовала эта модель, обращайтесь к нашим специалистам. NF2000Инерциальная навигационная система, высокоточный поиск севера в тумане.  

Основные положенияИзделие: NF1000 Гироскопический североискательОсновные характеристики:Компоненты: Использует гироскоп и гибкий кварцевый акселерометр в системе крепления для точного измерения азимута.Функция: Обеспечивает определение направления на север в режиме реального времени и в любых погодных условиях, вычисляя азимут и угол наклона для таких применений, как наклонно-направленное бурение.Области применения: Идеально подходит для военных операций, разведки нефти и газа, а также инженерных проектов в замкнутых пространствах.Компактный дизайн: размер: Φ31,8 x 85 мм, вес: 400 г, что обеспечивает повышенную портативность и универсальность.Производительность: Расширенные функции, такие как компенсация наклона и самовыравнивание, обеспечивают точную и надежную ориентацию в сложных условиях.Заключение: NF1000 обеспечивает быстрое и точное наведение на север, что делает его ценным инструментом для горизонтально-направленного бурения, военной навигации и других инженерных задач.В военной и гражданской навигационной системе широко используется гироискатель севера. Он позволяет определять север в статическом, всепогодном, круговом режиме, быстро и в реальном времени, что дает возможность определить азимут несущей, то есть угол между опорной осью несущей и истинным направлением севера. Этот угол используется в качестве азимутального ориентира для наблюдения, наведения на цель и сброса навигационной системы. Он также может использоваться в качестве пеленга для подземных работ, таких как туннели и шахты, в военных целях, особенно если требуется, чтобы гироискатель севера обеспечивал быструю и точную ориентацию за короткое время.1. Основные принципы определения направления на север.Устройство для определения направления на север использует гироскоп для вычисления угла между несущей и истинным направлением севера. Эта система использует гироскоп и кварцевый гибкий акселерометр для образования системы жесткой фиксации. Чувствительная ось акселерометра параллельна чувствительной оси гироскопа. Другая ось расположена вдоль горизонтальной плоскости, ортогонально расположенной относительно инерциальной системы. Гироскоп и акселерометр образуют инерциальный узел, который вращается вокруг вертикальной оси относительно основания установки в соответствии с командой системы управления. Вращение узла вокруг вертикальной оси позволяет определить два положения для измерения азимутального ускорения инерциального узла и компенсации вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли.2. Технология бурения нефтяных скварокБурение и разработка нефтяных скважин — это высокоинвестиционная, высокорискованная, высокодоходная, технологически и капиталоемкая отрасль, ошибки в принятии решений или в ходе операций могут привести к огромным экономическим и социальным потерям.С повышением уровня разведки нефти и газа на суше и на море, типы нефтегазовых месторождений стали более сложными и разнообразными, доля низко- и сверхнизкопроницаемых нефтегазовых месторождений ежегодно увеличивается, а глубина скважин развивается от мелководных и среднеглубоких до глубоких и даже сверхглубоких. Типы нефтегазовых месторождений расширились от традиционных до нетрадиционных. Осадочные породы перешли от континентальных к морским. Разведочные и девелоперские работы вступили в стадию разработки месторождений на малых, глубоких и труднодоступных участках, что создает новые вызовы для добычи нефти и газа. В этом случае непрерывное использование технологии вертикального бурения уже не отвечает потребностям современного бурения, поэтому появилась технология наклонно-направленного бурения.Направленное бурение всегда рассматривалось как «процесс и наука отклонения скважины в определенном направлении для бурения до заранее заданной подземной цели». Как показывает устройство для определения направления севера при бурении, азимутальный угол и угол наклона являются двумя ключевыми параметрами для позиционирования буровой скважины. Ключевые показатели работы гироскопа и акселерометра могут быть автоматически протестированы и откалиброваны с помощью встроенного программного обеспечения для определения направления севера с помощью гироскопа.В процессе бурения буровая установка прибывает на заданную буровую площадку. В соответствии с заданным азимутом и углом наклона оператор приблизительно определяет ориентацию и угол наклона буровой установки, а затем устанавливает прибор для определения направления на север в горизонтальном положении рядом с буровой площадкой для проведения операций по определению направления на север. После завершения определения направления на север прибор устанавливается на направляющую буровой установки для отображения текущей информации о положении буровой установки (угол наклона и азимут), после чего положение буровой установки корректируется до достижения заданного угла.В связи с проблемами, с которыми мы столкнулись в процессе бурения, мы разработали новый инерциальный искатель севера NF1000, специально предназначенный для нефтедобычи, горизонтально-направленного бурения и других инженерных применений. Он не только претерпел прорыв во внешнем виде, но и значительно улучшен по объему и весу: его размеры составляют всего Φ31,8 x 85 мм, а вес — 400 г, что стало большим прорывом по сравнению с традиционными инерциальными приборами серии «искатели севера». Его появление позволяет большему числу инженеров работать в более сложных условиях мониторинга, в том числе в условиях ограниченного пространства.3. РезюмеВ северном искателе компании Micro-Magic Inc используется система крепления. Для предотвращения дрейфа нулевого отклонения и случайных ошибок северного искателя компания Micro-Magic Inc провела множество технических усовершенствований. В настоящее время новейший северный искатель NF1000 не только выполняет функции компенсации наклона и самонастройки, но и может использоваться в зонде. Это облегчает мониторинг в ограниченном пространстве. Если вас заинтересовал этот продукт, пожалуйста, обсудите это с нами. NF1000Высокопроизводительная динамическая MEMS-система навигации North Seeker  

Основные положенияПродукт: Инерциальная навигационная система (ИНС) на основе инерциального измерительного блока (ИМББ).Основные характеристики:Компоненты: Использует MEMS-акселерометры и гироскопы для измерения ускорения и угловой скорости в реальном времени.Функция: Интегрирует исходные данные о положении и ориентации с измерениями инерциального измерительного блока (IMU) для расчета положения и ориентации в реальном времени.Области применения: Идеально подходит для навигации внутри помещений, аэрокосмической отрасли, автономных систем и робототехники.Задачи: Устранение ошибок датчиков, кумулятивного дрейфа и влияния динамической среды с помощью методов калибровки и фильтрации.Вывод: Обеспечивает точное позиционирование в сложных условиях, демонстрируя высокую эффективность при использовании в сочетании со вспомогательными системами позиционирования, такими как GPS. Закон дрейфа инструментальной константы гиротеодолита в зависимости от температуры представляет собой сложное явление, включающее взаимодействие множества компонентов и систем внутри прибора. Инструментальная константа относится к эталонному значению измерения гиротеодолита в конкретных условиях. Крайне важно обеспечить точность и стабильность измерений.Изменения температуры вызывают дрейф постоянных прибора, главным образом потому, что различия в коэффициентах теплового расширения материалов приводят к изменениям в структуре прибора, а характеристики электронных компонентов изменяются с изменением температуры. Этот дрейф часто носит нелинейный характер, поскольку разные материалы и компоненты по-разному реагируют на температуру.Для изучения дрейфа инструментальных констант гиротеодолита в зависимости от температуры обычно требуется серия экспериментов и анализ данных. Это включает калибровку и измерение прибора при различных температурах, регистрацию изменений инструментальных констант и анализ зависимости между температурой и инструментальными константами.Анализ экспериментальных данных позволяет выявить тенденцию изменения инструментальных констант в зависимости от температуры и попытаться построить математическую модель для описания этой зависимости. Такие модели могут быть основаны на линейной регрессии, полиномиальной аппроксимации или других статистических методах и используются для прогнозирования и компенсации дрейфа инструментальных констант при различных температурах.Понимание дрейфа параметров прибора гиротеодолита в зависимости от температуры имеет важное значение для повышения точности и стабильности измерений. Принятие соответствующих компенсационных мер, таких как контроль температуры, калибровка и обработка данных, позволяет уменьшить влияние температуры на параметры прибора, тем самым улучшая измерительные характеристики гиротеодолита.Следует отметить, что конкретные правила дрейфа и методы компенсации могут различаться в зависимости от различных моделей гиротеодолитов и сценариев применения. Поэтому в практических приложениях необходимо изучать и внедрять соответствующие меры в зависимости от конкретной ситуации.Изучение характера дрейфа инструментальных констант гиротеодолита в зависимости от температуры обычно включает мониторинг и анализ работы прибора в различных температурных условиях.Цель таких исследований — понять, как изменения температуры влияют на параметры гиротеодолита, и, возможно, найти способ компенсировать или скорректировать это температурное воздействие.Инструментальные константы, как правило, относятся к присущим прибору свойствам в определенных условиях, таких как стандартная температура. Для гиротеодолита инструментальные константы могут быть связаны с точностью измерений, стабильностью и т. д.При изменении температуры окружающей среды свойства материалов, механическая структура и т.д. внутри прибора могут изменяться, что, в свою очередь, влияет на постоянные прибора.Для изучения этой закономерности дрейфа обычно требуются следующие шаги:Выберите диапазон различных температурных значений, чтобы охватить все условия эксплуатации, с которыми может столкнуться гироскопический теодолит.Для получения достаточного количества данных необходимо провести многонаправленные измерения в каждой температурной точке.Проанализируйте данные и проследите за динамикой инструментальных констант в зависимости от температуры.Попробуйте построить математическую модель для описания этой зависимости, например, с помощью линейной регрессии, полиномиальной аппроксимации и т. д.Используйте эту модель для прогнозирования инструментальных констант при различных температурах и, возможно, для разработки методов компенсации температурных эффектов.Математическая модель может выглядеть следующим образом:K(T) = a + b × T + c × T² + …Среди них K(T) — инструментальная постоянная при температуре T, а a, b, c и т. д. — коэффициенты, которые необходимо подобрать.Подобные исследования имеют большое значение для повышения эффективности гиротеодолита в различных условиях окружающей среды.Следует отметить, что конкретные методы исследования и математические модели могут различаться в зависимости от конкретных моделей приборов и сценариев применения.Подведите итогиЗакон дрейфа инструментальной константы гиротеодолита в зависимости от температуры представляет собой сложное явление, включающее взаимодействие множества компонентов и систем внутри прибора. Инструментальная константа относится к эталонному значению измерения гиротеодолита в конкретных условиях. Крайне важно обеспечить точность и стабильность измерений.Изменения температуры вызывают дрейф постоянных прибора, главным образом потому, что различия в коэффициентах теплового расширения материалов приводят к изменениям в структуре прибора, а характеристики электронных компонентов изменяются с изменением температуры. Этот дрейф часто носит нелинейный характер, поскольку разные материалы и компоненты по-разному реагируют на температуру.Для изучения дрейфа инструментальных констант гиротеодолита в зависимости от температуры обычно требуется серия экспериментов и анализ данных. Это включает калибровку и измерение прибора при различных температурах, регистрацию изменений инструментальных констант и анализ зависимости между температурой и инструментальными константами.Анализ экспериментальных данных позволяет выявить тенденцию изменения инструментальных констант в зависимости от температуры и попытаться построить математическую модель для описания этой зависимости. Такие модели могут быть основаны на линейной регрессии, полиномиальной аппроксимации или других статистических методах и используются для прогнозирования и компенсации дрейфа инструментальных констант при различных температурах.Понимание дрейфа параметров прибора гиротеодолита в зависимости от температуры имеет важное значение для повышения точности и стабильности измерений. Принятие соответствующих компенсационных мер, таких как контроль температуры, калибровка и обработка данных, позволяет уменьшить влияние температуры на параметры прибора, тем самым улучшая измерительные характеристики гиротеодолита.Следует отметить, что конкретные правила дрейфа и методы компенсации могут различаться в зависимости от различных моделей гиротеодолитов и сценариев применения. Поэтому в практических приложениях необходимо изучать и внедрять соответствующие меры в зависимости от конкретной ситуации.Изучение характера дрейфа инструментальных констант гиротеодолита в зависимости от температуры обычно включает мониторинг и анализ работы прибора в различных температурных условиях.Цель таких исследований — понять, как изменения температуры влияют на параметры гиротеодолита, и, возможно, найти способ компенсировать или скорректировать это температурное воздействие.Инструментальные константы, как правило, относятся к присущим прибору свойствам в определенных условиях, таких как стандартная температура. Для гиротеодолита инструментальные константы могут быть связаны с точностью измерений, стабильностью и т. д.При изменении температуры окружающей среды свойства материалов, механическая структура и т.д. внутри прибора могут изменяться, что, в свою очередь, влияет на постоянные прибора.Для изучения этой закономерности дрейфа обычно требуются следующие шаги:Выберите диапазон различных температурных значений, чтобы охватить все условия эксплуатации, с которыми может столкнуться гироскопический теодолит.Для получения достаточного количества данных необходимо провести многонаправленные измерения в каждой температурной точке.Проанализируйте данные и проследите за динамикой инструментальных констант в зависимости от температуры.Попробуйте построить математическую модель для описания этой зависимости, например, с помощью линейной регрессии, полиномиальной аппроксимации и т. д.Используйте эту модель для прогнозирования инструментальных констант при различных температурах и, возможно, для разработки методов компенсации температурных эффектов.Математическая модель может выглядеть следующим образом:K(T) = a + b × T + c × T² + …Среди них K(T) — инструментальная постоянная при температуре T, а a, b, c и т. д. — коэффициенты, которые необходимо подобрать.Подобные исследования имеют большое значение для повышения эффективности гиротеодолита в различных условиях окружающей среды.Следует отметить, что конкретные методы исследования и математические модели могут различаться в зависимости от конкретных моделей приборов и сценариев применения. MG502MEMS-гироскоп MG502  

Основные положенияИзделие: MEMS-гироскопическая система определения направления на север в скважинеОсновные характеристики:Компоненты: Для определения направления на север используются MEMS-гироскопы, отличающиеся компактными размерами, низкой стоимостью и высокой ударопрочностью.Функция: Использует усовершенствованный двухпозиционный метод (90° и 270°) и коррекцию ориентации в реальном времени для точного определения направления на север.Области применения: Оптимизировано для буровых систем в сложных подземных условиях.Объединение данных: сочетает данные гироскопа с поправками на локальное магнитное склонение для расчета истинного севера, обеспечивая точную навигацию во время бурения.Заключение: Обеспечивает точное, надежное и независимое определение направления на север, идеально подходящее для бурения скважин и аналогичных задач.Новый MEMS-гироскоп представляет собой инерциальный гироскоп простой конструкции, обладающий преимуществами низкой стоимости, малых размеров и устойчивости к сильным ударным вибрациям. Инерциальный гироскоп для определения направления на север может осуществлять независимое определение направления на север в любых погодных условиях без внешних ограничений, обеспечивая быструю, высокоэффективную, высокоточную и непрерывную работу. Благодаря преимуществам MEMS-гироскопа, он идеально подходит для систем определения направления на север в скважине. В данной статье описывается исследование сегментированного слияния данных в системе определения направления на север в скважине с использованием MEMS-гироскопа. Далее будет представлен улучшенный двухпозиционный метод определения направления на север, схема слияния данных о направлении на север в скважине с использованием MEMS-гироскопа и определение значения направления на север.Улучшенное определение местоположения по двум позициям на север.В статической двухпозиционной схеме поиска севера обычно выбираются начальное и конечное положения 0° и 180°. После многократных экспериментов регистрируется угловая скорость вращения гироскопа, а окончательный угол поиска севера определяется путем объединения данных с местной широтой. В эксперименте использовался двухпозиционный метод с шагом 10°, регистрировались данные с поворотного стола на 360°, всего было собрано 36 наборов данных. После усреднения каждого набора данных измеренные значения показаны на рисунке 1 ниже.Рисунок 1. Аппроксимирующая кривая выходного сигнала гироскопа в диапазоне от 0 до 360°.Как видно из рисунка 1, полученная кривая представляет собой косинусоидальную кривую, однако экспериментальные данные и углы все еще малы, а экспериментальные результаты недостаточно точны. Были проведены повторные эксперименты, угол съемки был расширен до 0–660°, а двухпозиционный метод применялся с шагом 10° от 0°, результаты показаны на рисунке 2. Тенденция изображения соответствует косинусоидальной кривой, и наблюдаются явные различия в распределении данных. На вершинах и впадинах косинусоидальной кривой распределение точек данных разбросано, и степень соответствия кривой низкая, в то время как в местах с наибольшим наклоном кривой соответствие точек данных кривой более очевидно.Рисунок 2. Аппроксимирующая кривая выходного сигнала гироскопа в двух положениях 0–660°.В сочетании с соотношением азимута и амплитуды выходного сигнала гирофотометра, представленным на рисунке 3, можно заключить, что соответствие данных лучше при использовании двухпозиционного определения направления на север под углами 90° и 270°, что указывает на более простое и точное определение угла севера в восточно-западном направлении. Поэтому в данной работе в качестве двухпозиционных точек определения направления на север для гирофотометра используются 90° и 270° вместо 0° и 180°.Рисунок 3. Зависимость амплитуды выходного сигнала гиромотора от азимута.MEMS-гироскоп, скважинное термоядерное синтезирование, определение севераПри использовании MEMS-гироскопа в системе определения направления севера в скважине возникают сложные условия, а также переменные углы ориентации в зависимости от бурового долота, что значительно усложняет определение угла направления севера. В этом разделе, основываясь на усовершенствовании двухпозиционной схемы определения направления севера, описанной в предыдущем разделе, предлагается метод получения угла ориентации путем управления вращением в соответствии с выходными данными, а также определения угла между горизонтом и горизонтом. Подробная блок-схема представлена ​​на рисунке 4.Данные с MEMS-гироскопа передаются на верхний компьютер через интерфейс RS232. Как показано на рисунке 4, после определения начального угла направления на север путем поиска севера в двух точках, выполняется следующий этап бурения. После получения команды поиска севера бурение останавливается. Выходной сигнал угла ориентации, полученный от MEMS-гироскопа, собирается и передается на верхний компьютер. Вращение системы поиска севера в скважине контролируется информацией об угле ориентации, а углы крена и тангажа устанавливаются на 0. Угол курса в этот момент — это угол между чувствительной осью и направлением магнитного севера.В данной схеме угол между MEMS-гироскопом и истинным направлением на север может быть получен в реальном времени путем сбора информации об угле ориентации.Рисунок 4. Блок-схема процесса поиска Fusion North.Север, стремящийся к получению ценности, определяетсяВ схеме определения севера с использованием метода слияния данных улучшенное двухпозиционное определение севера выполнялось с помощью MEMS-гироскопа. После завершения определения севера определялось начальное положение по оси севера, регистрировался угол курса θ, а начальное состояние ориентации составляло (0,0,θ), как показано на рисунке 5(а). Во время бурения угол ориентации гироскопа изменяется, а угол крена и угол тангажа регулируются поворотным столом, как показано на рисунке 5(б).Как показано на рисунке 5(b), при бурении долота система получает информацию об угле ориентации от прибора определения ориентации и должна определить значения угла крена γ и угла тангажа β, а затем повернуть их с помощью системы управления вращением до нуля. В это время выходные данные об угле курса представляют собой угол между чувствительной осью и направлением магнитного севера. Угол между чувствительной осью и истинным севером должен быть получен в соответствии с соотношением между магнитным севером и истинным севером, а угол истинного севера должен быть получен путем объединения с углом локального магнитного склонения. Решение выглядит следующим образом:θ'=Φ-∆φВ приведенной выше формуле θ — угол направления бурового долота и истинного севера, ∆φ — угол местного магнитного склонения, Φ — угол направления бурового долота и магнитного севера.Рисунок 5. Изменение начального и бурового угла.Север, стремящийся к получению ценности, определяетсяВ этой главе рассматривается схема определения севера с помощью подземной системы определения севера на основе MEMS-гироскопа. На основе двухпозиционной схемы определения севера предлагается улучшенная двухпозиционная схема с начальными положениями 90° и 270°. Благодаря непрерывному совершенствованию MEMS-гироскопа, он может обеспечивать независимое определение севера, например, MG2-101, его динамический диапазон измерений составляет 100°/с, он может работать в диапазоне температур от -40°C до +85°C, его нестабильность смещения составляет 0,1°/ч, а случайное блуждание угловой скорости составляет 0,005°/√ч.Надеюсь, эта статья поможет вам понять схему определения направления на север в MEMS-гироскопе, и я с нетерпением жду возможности обсудить с вами профессиональные вопросы. MG502MEMS-гироскоп MG502  

Основные положенияИзделие: Волоконно-оптический гироскоп на основе интегрированного оптического чипаОсновные характеристики:Компоненты: Используется интегрированный оптический чип, объединяющий такие функции, как люминесценция, расщепление луча, модуляция и детектирование, на платформе из тонкой пленки ниобата лития (LNOI).Функция: Обеспечивает «многофункциональную» интеграцию нечувствительных оптических трактов, уменьшая размеры и производственные затраты, одновременно улучшая поляризационную и фазовую модуляцию для точной работы гироскопа.Области применения: Подходит для позиционирования, навигации, управления ориентацией и измерения наклона нефтяных скважин.Оптимизация: Дальнейшее улучшение коэффициента подавления поляризации, мощности излучения и эффективности связи может повысить стабильность и точность.Заключение: Данная интегрированная конструкция открывает путь к созданию миниатюрных, недорогих волоконно-оптических гироскопов, отвечающих растущему спросу на компактные и надежные инерциальные навигационные решения.Благодаря преимуществам полностью твердотельной конструкции, высокой производительности и гибкой конструкции, волоконно-оптический гироскоп стал основным инерциальным гироскопом, широко используемым во многих областях, таких как позиционирование и навигация, управление ориентацией и измерение наклона нефтяных скважин. В новых условиях новое поколение инерциальных навигационных систем развивается в направлении миниатюризации и снижения стоимости, что предъявляет все более высокие требования к комплексным характеристикам гироскопа, таким как объем, точность и стоимость. В последние годы, благодаря преимуществам малых размеров, быстро развиваются гироскопы с полусферическим резонатором и MEMS-гироскопы, что оказывает определенное влияние на рынок волоконно-оптических гироскопов. Основная проблема уменьшения объема традиционных оптических гироскопов заключается в уменьшении объема оптического тракта. В традиционной схеме оптический тракт волоконно-оптического гироскопа состоит из нескольких дискретных оптических устройств, каждое из которых реализовано на основе различных принципов и процессов и имеет независимую упаковку и пигтейл. В результате, объем устройства в рамках существующих технических решений близок к пределу уменьшения, и дальнейшее сокращение объема волоконно-оптического гироскопа затруднительно. Поэтому крайне необходимо разработать новые технические решения для эффективной интеграции различных функций оптического тракта, значительного уменьшения объема оптического тракта гироскопа, повышения технологической совместимости и снижения себестоимости производства устройства.С развитием технологии полупроводниковых интегральных схем, интегральная оптическая технология постепенно достигла прорыва, размеры элементов постоянно уменьшались, достигнув микро- и наноуровня, что значительно способствовало техническому развитию интегральных оптических чипов и их применению в оптической связи, оптических вычислениях, оптическом зондировании и других областях. Интегральная оптическая технология предоставляет новое и перспективное техническое решение для миниатюризации и снижения стоимости оптических трактов волоконно-оптических гироскопов.1. Проектирование схемы интегрированного оптического чипа.1.1 Общий дизайнТрадиционный оптический источник света (SLD или ASE), волоконно-оптический соединитель (называемый «соединителем»), фазовый модулятор Y-образного волновода (называемый «модулятором Y-образного волновода»), детектор, чувствительное кольцо (волоконное кольцо). Среди них чувствительное кольцо является основным элементом датчика угловой скорости, и его объем напрямую влияет на точность гироскопа.Мы предлагаем гибридный интегральный чип, состоящий из источника света, многофункционального компонента и компонента обнаружения, реализованных посредством гибридной интеграции. Источник света представляет собой независимый компонент, состоящий из микросхемы SLD, компонента коллимации и изоляции, а также периферийных компонентов, таких как радиатор и полупроводниковый охладитель. Модуль обнаружения состоит из микросхемы обнаружения и микросхемы трансрезисторного усилителя. Многофункциональный модуль является основной частью гибридного интегрального чипа, реализованного на основе микросхемы из тонкой пленки ниобата лития (LNOI), и включает в себя, главным образом, оптический волновод, преобразователь модового пятна, поляризатор, разделитель лучей, аттенюатор мод, модулятор и другие структуры на кристалле. Луч, излучаемый микросхемой SLD, после изоляции и коллимации передается в волновод LNOI.Поляризатор отклоняет входящий свет, а аттенюатор моды ослабляет нерабочую моду. После того, как светоделитель разделяет луч, а модулятор модулирует фазу, выходной чип поступает в чувствительное кольцо и датчик угловой скорости. Интенсивность света улавливается детекторным чипом, а генерируемый фотоэлектрический выходной сигнал проходит через транзисторный усилитель в схему демодуляции.Гибридный интегрированный оптический чип обладает функциями люминесценции, разделения и объединения лучей, отклонения, модуляции, детектирования и т.д. Он реализует «многофункциональную» интеграцию нечувствительных функций оптического тракта гироскопа. Волоконно-оптические гироскопы зависят от чувствительности углового коэффициента когерентного луча с высокой степенью поляризации, и поляризационные характеристики напрямую влияют на точность гироскопов. Традиционный Y-волноводный модулятор сам по себе является интегрированным устройством, обладающим функциями отклонения, разделения и объединения лучей и модуляции. Благодаря методам модификации материалов, таким как протонный обмен или диффузия титана, Y-волноводные модуляторы обладают чрезвычайно высокой способностью отклонения. Однако тонкопленочные материалы должны учитывать требования к размеру, интеграции и способности отклонения, которые не могут быть удовлетворены методами модификации материалов. С другой стороны, модовое поле тонкопленочного оптического волновода значительно меньше, чем у волновода из объемного материала, что приводит к изменениям в распределении электростатического поля и параметрах показателя преломления, и требует перепроектирования структуры электродов. Поэтому поляризатор и модулятор являются ключевыми элементами конструкции «универсального» чипа.1.2 Специфический дизайнПоляризационные характеристики получаются за счет структурного смещения, и разработан поляризатор на кристалле, состоящий из изогнутого и прямого волноводов.Согласен. Изогнутый волновод позволяет ограничить разницу между режимом передачи и режимом без передачи, а также добиться эффекта смещения моды. Потери при передаче в режиме передачи уменьшаются за счет установки смещения.Характеристики пропускания оптического волновода в основном зависят от потерь на рассеяние, утечки мод, потерь на излучение и потерь на несоответствие мод. Теоретически, потери на рассеяние и утечка мод в небольших изогнутых волноводах невелики и в основном ограничены поздними этапами процесса. Однако потери на излучение в изогнутых волноводах являются неотъемлемой характеристикой и по-разному влияют на разные моды. Характеристики пропускания изогнутого волновода в основном зависят от потерь на несоответствие мод, а на стыке прямого и изогнутого волноводов происходит перекрытие мод, что приводит к резкому увеличению рассеяния мод. При прохождении световой волны в поляризованный волновод из-за наличия кривизны эффективный показатель преломления моды световой волны различен в вертикальном и параллельном направлениях, а также различно ограничение моды, что приводит к различным эффектам затухания для TE- и TM-мод.Следовательно, необходимо разработать параметры изгибаемого волновода для достижения требуемых характеристик отклонения. Среди них радиус изгиба является ключевым параметром. Потери передачи при различных радиусах изгиба и сравнение потерь между различными модами рассчитываются с помощью решателя собственных мод FDTD. Результаты расчетов показывают, что потери волновода уменьшаются с увеличением радиуса при малом радиусе изгиба. На этой основе рассчитывается зависимость поляризационных свойств (отношение TE-моды к TM-моде) от радиуса изгиба, и оказывается, что поляризационные свойства обратно пропорциональны радиусу изгиба. При определении радиуса изгиба внутрикристального поляризатора следует учитывать теоретические расчеты, результаты моделирования, технологические возможности и фактические потребности.Метод конечных разностей во временной области (FDTD) используется для моделирования поля прошедшего света поляризатора на кристалле. TE-мода может проходить через волноводную структуру с низкими потерями, в то время как TM-мода может вызывать заметное затухание моды, что позволяет получить поляризованный свет с высоким коэффициентом подавления. Увеличение числа каскадно соединенных волноводов позволяет дополнительно улучшить коэффициент подавления поляризации, и в микромасштабе можно получить коэффициент подавления поляризации лучше, чем -35 дБ. В то же время, структура волновода на кристалле проста, что облегчает изготовление недорогого устройства.2. Проверка производительности интегрированного оптического чипа.Основной чип LNOI интегрированного оптического чипа представляет собой неразрезанный образец с нанесенной на него многослойной структурой, размер которого составляет 11 мм × 3 мм. Тестирование характеристик интегрированного оптического чипа в основном включает измерение спектрального отношения, коэффициента подавления поляризации и напряжения полуволны.На основе интегрированного оптического чипа создан прототип гироскопа, и проведены испытания его характеристик. Статические характеристики гироскопа на основе интегрированного оптического чипа при нулевом смещении в условиях отсутствия вибрационной изоляции при комнатной температуре.Гироскоп, встроенный в оптический чип, имеет длительный дрейф в пусковом сегменте, который в основном вызван пусковыми характеристиками источника света и большими потерями в оптической линии связи. В ходе 90-минутного теста стабильность нулевого смещения гироскопа составила 0,17°/ч (10 с). По сравнению с гироскопом на основе традиционных дискретных устройств, показатель стабильности нулевого смещения ухудшается на порядок, что указывает на необходимость дальнейшей оптимизации интегрированного оптического чипа. Основные направления оптимизации: улучшение коэффициента подавления поляризации чипа, повышение световой мощности светоизлучающего чипа, повышение эффективности концевой связи чипа и снижение общих потерь интегрированного чипа.3. Краткое содержаниеМы предлагаем интегрированный оптический чип на основе LNOI, который позволяет реализовать интеграцию нечувствительных функций, таких как люминесценция, расщепление луча, объединение луча, отклонение, модуляция и детектирование. Стабильность нулевого смещения прототипа гиро на основе интегрированного оптического чипа составляет 0,17°/ч. По сравнению с традиционными дискретными устройствами, характеристики чипа все еще имеют определенный разрыв, который требует дальнейшей оптимизации и улучшения. Мы предварительно исследуем возможность полной интеграции функций оптического тракта, за исключением кольца, что позволяет максимизировать ценность применения интегрированного оптического чипа в гиро и удовлетворить потребности в миниатюризации и снижении стоимости волоконно-оптических гиро.GF50Одноосевой волоконно-оптический гироскоп средней точности, соответствующий военным стандартам. GF60Одноосевой волоконно-оптический гироскоп, маломощный волоконно-оптический гироскоп, инерциальный измеритель угловой скорости для навигации. 

Основные положенияПродукт: Инерциальная навигационная система (ИНС) на основе инерциального измерительного блока (ИМББ).Основные характеристики:Компоненты: Использует MEMS-акселерометры и гироскопы для измерения ускорения и угловой скорости в реальном времени.Функция: Интегрирует исходные данные о положении и ориентации с измерениями инерциального измерительного блока (IMU) для расчета положения и ориентации в реальном времени.Области применения: Идеально подходит для навигации внутри помещений, аэрокосмической отрасли, автономных систем и робототехники.Задачи: Устранение ошибок датчиков, кумулятивного дрейфа и влияния динамической среды с помощью методов калибровки и фильтрации.Вывод: Обеспечивает точное позиционирование в сложных условиях, демонстрируя высокую эффективность при использовании в сочетании со вспомогательными системами позиционирования, такими как GPS. Расчет положения на основе чисто инерциальных данных (IMU) — распространенная технология позиционирования. Она вычисляет положение целевого объекта в реальном времени, используя информацию об ускорении и угловой скорости, полученную от инерциального измерительного блока (IMU), в сочетании с информацией о начальном положении и ориентации. В данной статье будут рассмотрены принципы, сценарии применения и некоторые связанные с этим технические проблемы расчета положения на основе чисто инерциальных навигационных данных.1. Принцип расчета положения на основе данных инерциальной навигации.Расчет положения на основе чисто инерциальной навигации — это метод позиционирования, основанный на принципе инерциального измерения. Инерциальный измерительный блок (IMU) — это датчик, объединяющий акселерометр и гироскоп. Измеряя ускорение и угловую скорость целевого объекта в трех направлениях, можно получить информацию о его положении и ориентации.При расчете положения с использованием инерциальной навигации сначала необходимо получить информацию о начальном положении и ориентации целевого объекта. Этого можно достичь с помощью дополнительных датчиков (таких как GPS, компас и т. д.) или ручной калибровки. Информация о начальном положении и ориентации играет важную роль в процессе решения. Она обеспечивает отправную точку, позволяющую преобразовать данные об ускорении и угловой скорости, измеренные инерциальным измерительным блоком (IMU), в фактическое перемещение и изменения ориентации целевого объекта.Затем, на основе данных об ускорении и угловой скорости, измеренных инерциальным измерительным блоком (IMU), в сочетании с информацией о начальном положении и ориентации, можно использовать алгоритмы численного интегрирования или фильтрации для вычисления положения целевого объекта в реальном времени. Метод численного интегрирования получает скорость и перемещение целевого объекта путем дискретизации и интегрирования данных об ускорении и угловой скорости. Алгоритм фильтрации использует такие методы, как фильтр Калмана или расширенный фильтр Калмана, для фильтрации данных, измеренных IMU, с целью получения оценки положения и ориентации целевого объекта.2. Сценарии применения расчета положения на основе чисто инерциальных навигационных данных.Расчет положения на основе данных инерциальной навигации широко используется во многих областях. Среди них навигация внутри помещений является одним из типичных сценариев применения расчета положения на основе данных инерциальной навигации. В помещениях сигналы GPS обычно недоступны, и расчет положения на основе данных инерциальной навигации позволяет использовать данные, измеренные инерциальным измерительным блоком (IMU), для точного позиционирования целевых объектов внутри помещений. Это имеет большое значение в таких областях, как автономное вождение и робототехника для навигации внутри помещений.Расчет положения на основе данных инерциальной навигации также может использоваться в аэрокосмической отрасли. В самолетах, поскольку сигнал GPS может быть подвержен помехам на больших высотах или вдали от земли, расчет положения на основе данных инерциальной навигации может использоваться в качестве резервного метода позиционирования. Он позволяет рассчитывать положение и ориентацию самолета в реальном времени на основе данных, измеренных инерциальным измерительным блоком (IMU), и передавать их системе управления полетом для стабилизации положения и планирования траектории полета.3. Проблемы расчета положения с использованием данных, полученных исключительно с помощью инерциальной навигации.Расчет положения на основе данных инерциальной навигации по-прежнему сталкивается с некоторыми проблемами в практических приложениях. Прежде всего, сам датчик IMU имеет ошибки и шум, которые влияют на точность позиционирования. Для повышения точности решения необходимо откалибровать датчик IMU и компенсировать ошибки, а также использовать соответствующий алгоритм фильтрации для уменьшения погрешности.Расчет положения на основе данных инерциальной навигации подвержен накоплению ошибок при длительных перемещениях. Из-за особенностей процесса интегрирования, даже при высокой точности измерений датчика IMU, длительное интегрирование приводит к накоплению ошибок позиционирования. Для решения этой проблемы можно использовать другие средства позиционирования (например, GPS, визуальные датчики и т. д.) в качестве вспомогательных средств или применять метод тесной инерциальной навигации.Расчет положения на основе данных инерциальной навигации также должен учитывать влияние динамической среды. В динамической среде целевой объект может подвергаться воздействию внешних сил, вызывая отклонения в данных, измеряемых инерциальным измерительным блоком (IMU). Для повышения надежности решения влияние динамической среды может быть компенсировано с помощью таких методов, как оценка движения и динамическая калибровка.Подведите итогиРасчет положения на основе чисто инерциальных данных — это метод позиционирования, основанный на измерениях с помощью инерциального измерительного блока (IMU). Путем получения данных об ускорении и угловой скорости, в сочетании с информацией о начальном положении и ориентации, положение и ориентация целевого объекта рассчитываются в реальном времени. Он широко применяется в навигации внутри помещений, аэрокосмической отрасли и других областях. Однако расчет положения на основе чисто инерциальных навигационных данных также сталкивается с такими проблемами, как ошибки калибровки, кумулятивные ошибки и динамическая среда. Для повышения точности и надежности решения необходимо использовать соответствующие методы калибровки, алгоритмы фильтрации и вспомогательные методы позиционирования. Разработанные компанией Micro-Magic Inc. микроэлектромеханические инерциальные измерительные блоки (MEMS IMU) обладают относительно высокой точностью, например, UF300A и UF300B, которые являются продуктами навигационного класса. Если вы хотите узнать больше об IMU, пожалуйста, свяжитесь с нашими профессиональными техническими специалистами как можно скорее. UF300Высокоточный миниатюрный инерциальный измерительный блок, волоконно-оптический инерциальный измерительный блок -

Основные положенияПродукт: Система обнаружения деформаций на основе волоконно-оптического гироскопаОсновные характеристики:Компоненты: Включает в себя высокоточные волоконно-оптические гироскопы для измерения угловой скорости и расчета траектории.Функция: Объединяет гироскопические данные с измерениями расстояния для высокоточного обнаружения структурных деформаций.Области применения: Подходит для гражданского строительства, мониторинга состояния конструкций и анализа деформаций в мостах, зданиях и других сооружениях.Характеристики: Обеспечивает точность обнаружения деформаций лучше 10 мкм при скорости движения 2 м/с с использованием гироскопов средней точности.Преимущества: компактная конструкция, малый вес, низкое энергопотребление и удобство в эксплуатации для простоты развертывания.Заключение:Эта система обеспечивает точные и надежные измерения деформаций, предлагая ценные решения для инженерных и структурных задач анализа.1. Метод обнаружения деформаций инженерных конструкций на основе волоконно-оптического гироскопа.Принцип метода обнаружения деформаций инженерных конструкций на основе волоконно-оптического гироскопа заключается в следующем: волоконно-оптический гироскоп крепится к измерительному устройству, измеряется угловая скорость измерительной системы при перемещении по измеряемой поверхности инженерной конструкции, измеряется рабочее расстояние измерительного устройства, и рассчитывается траектория движения измерительного устройства для осуществления обнаружения деформаций инженерной конструкции. В данной статье этот метод называется траекторным методом. Этот метод можно описать как «двумерную плоскостную навигацию», то есть положение носителя определяется на отвесной поверхности измеряемой конструкции, и в конечном итоге получается траектория движения носителя вдоль измеряемой поверхности.Согласно принципу траекторного метода, основными источниками ошибок являются ошибка определения положения, ошибка измерения расстояния и ошибка измерения угла. Ошибка определения положения относится к ошибке измерения начального угла наклона θ0, ошибка измерения расстояния — к ошибке измерения ΔLi, а ошибка измерения угла — к ошибке измерения Δθi, которая в основном вызвана ошибкой измерения угловой скорости волоконно-оптического гироскопа. В данной работе не рассматривается влияние ошибки определения положения и ошибки измерения расстояния на ошибку обнаружения деформации, анализируется только ошибка обнаружения деформации, вызванная ошибками волоконно-оптического гироскопа.2. Анализ точности обнаружения деформаций на основе волоконно-оптического гироскопа.2.1 Моделирование ошибок волоконно-оптического гироскопа в приложениях обнаружения деформацийВолоконно-оптический гироскоп — это датчик для измерения угловой скорости, основанный на эффекте Сагнака. После прохождения света, излучаемого источником, через Y-образный волновод, в волоконном кольце формируются два световых луча, вращающихся в противоположных направлениях. Когда несущая вращается относительно инерциального пространства, между двумя световыми лучами возникает разность оптических путей, и на конце детектора может быть обнаружен оптический интерференционный сигнал, связанный с угловой скоростью вращения, что позволяет измерить диагональную скорость.Математическое выражение выходного сигнала волоконно-оптического гироскопа имеет вид: F = Kw + B0 + V, где F — выходной сигнал гироскопа, K — масштабный коэффициент, а ω — значение параметра гироскопа.Входная угловая скорость на чувствительной оси, B0 — это гироскопическое нулевое смещение, υ — интегральная ошибка, включающая белый шум и медленно изменяющиеся компоненты, вызванные различными шумами с длительным временем корреляции; υ также можно рассматривать как ошибку нулевого смещения.Источниками погрешности измерения волоконно-оптического гироскопа являются погрешность масштабного коэффициента и погрешность нулевого отклонения. В настоящее время погрешность масштабного коэффициента волоконно-оптического гироскопа, применяемого в технике, составляет 10⁻⁵~10⁻⁶. При применении для обнаружения деформаций входной сигнал угловой скорости невелик, и погрешность измерения, вызванная погрешностью масштабного коэффициента, значительно меньше, чем погрешность нулевого отклонения, поэтому ею можно пренебречь. Постоянная составляющая погрешности нулевого смещения характеризуется повторяемостью нулевого смещения Br, которая представляет собой стандартное отклонение значения нулевого смещения в нескольких измерениях. Переменная составляющая характеризуется стабильностью нулевого смещения Bs, которая представляет собой стандартное отклонение выходного значения гироскопа от его среднего значения в одном измерении, и ее значение связано с временем дискретизации гироскопа.2.2 Расчет погрешности деформации на основе волоконно-оптического гироскопаНа примере простой балки с опорами рассчитывается погрешность обнаружения деформации, и строится теоретическая модель деформации конструкции. На этой основе устанавливается алгоритм обнаружения.Исходя из скорости работы и частоты дискретизации системы, можно получить теоретическую угловую скорость волоконно-оптического гироскопа. Затем, используя разработанную выше модель ошибки нулевого отклонения, можно смоделировать погрешность измерения угловой скорости волоконно-оптического гироскопа.2.3 Пример расчета моделированияВ режиме моделирования скорости движения и времени выборки используется изменяющийся диапазон, то есть величина ΔLi, прошедшая за каждый момент выборки, фиксирована, а время выборки для одного и того же отрезка линии изменяется при изменении скорости движения. Например, если ΔLi равно 1 мм, то при скорости движения 2 м/с время выборки составляет 0,5 мс. Если скорость движения равна 0,1 м/с, время выборки составляет 10 мс.3. Взаимосвязь между характеристиками волоконно-оптического гироскопа и погрешностью измерения деформации.Во-первых, анализируется влияние ошибки повторяемости нулевого смещения. Когда отсутствует ошибка стабильности нулевого смещения, ошибка измерения угловой скорости, вызванная ошибкой нулевого смещения, фиксирована, например, чем выше скорость движения, тем короче общее время измерения, тем меньше влияние ошибки нулевого смещения и тем меньше ошибка измерения деформации. При высокой скорости движения ошибка стабильности нулевого смещения является основным фактором, вызывающим ошибку измерения системы. При низкой скорости движения ошибка повторяемости нулевого смещения становится основным источником ошибки измерения системы.Используя типичный индекс среднеточного волоконно-оптического гироскопа, то есть стабильность нулевого смещения составляет 0,5 °/ч при времени выборки 1 с, а повторяемость нуля — 0,05 °/ч, сравниваем погрешности измерения системы при рабочих скоростях 2 м/с, 1 м/с, 0,2 м/с, 0,1 м/с, 0,02 м/с, 0,01 м/с, 0,002 м/с и 0,001 м/с. При рабочей скорости 2 м/с погрешность измерения составляет 8,514 мкм (среднеквадратичное значение), при снижении скорости измерения до 0,2 м/с погрешность измерения составляет 34,089 мкм (среднеквадратичное значение), при снижении скорости измерения до 0,002 м/с погрешность измерения составляет 2246,222 мкм (среднеквадратичное значение). Как видно из результатов сравнения, чем выше рабочая скорость, тем меньше погрешность измерения. С учетом удобства эксплуатации, скорость движения 2 м/с позволяет достичь точности измерения более 10 мкм.4. Краткое содержаниеНа основе имитационного анализа измерения деформации инженерной конструкции с помощью волоконно-оптического гироскопа была построена модель погрешности волоконно-оптического гироскопа, и с использованием простой модели балки на опоре была получена зависимость между погрешностью измерения деформации и характеристиками гироскопа. Результаты моделирования показывают, что чем быстрее работает система, то есть чем короче время выборки волоконно-оптического гироскопа, тем выше точность измерения деформации при неизменном количестве выборок и тем выше точность определения расстояния. При типичном индексе волоконно-оптического гироскопа средней точности и скорости работы 2 м/с может быть достигнута точность измерения деформации лучше 10 мкм.Гироскоп Micro-Magic Inc GF-50 имеет диаметр φ50*36,5 мм и точность 0,1º/ч. Точность GF-60 составляет 0,05º/ч, что соответствует высокому тактическому уровню волоконно-оптических гироскопов. Наша компания производит гироскопы с малыми размерами, легким весом, низким энергопотреблением, быстрым запуском, простотой в эксплуатации и удобством использования. Они широко применяются в инерциальных навигационных системах (ИНС), инерциальных измерительных блоках (ИМУ), системах позиционирования, системах определения севера, системах стабилизации платформ и других областях. Если вас заинтересовал наш волоконно-оптический гироскоп, пожалуйста, свяжитесь с нами.GF50Одноосевой волоконно-оптический гироскоп средней точности, соответствующий военным стандартам. GF60Одноосевой волоконно-оптический гироскоп, маломощный волоконно-оптический гироскоп, инерциальный измеритель угловой скорости для навигации. 

Основные положенияПродукт: Инерциальный измерительный блок (IMU) для инспекции трубопроводов.Основные характеристики:Компоненты: Оснащен MEMS-гироскопами и акселерометрами для измерения угловой скорости и ускорения.Функция: Мониторинг состояния трубопровода путем обнаружения изгибов, изменений диаметра и чистоты посредством точных измерений движения и ориентации.Области применения: Используется при инспекции трубопроводов, включая определение деформаций, измерение диаметра и процессы очистки.Обработка данных: Сбор и обработка данных для точной оценки состояния трубопровода, его кривизны и деформации.Заключение: Предоставляет важную информацию для технического обслуживания трубопроводов, повышая эффективность и надежность инспекционных и ремонтных работ.1. Принцип измерения IMUИнерциальный измерительный блок (IMU) — это устройство, способное измерять угловую скорость и ускорение объекта в трехмерном пространстве. Его основные компоненты обычно включают трехосевой гироскоп и трехосевой акселерометр. Гироскопы используются для измерения угловой скорости объекта относительно трех ортогональных осей, а акселерометры — для измерения ускорения объекта вдоль трех ортогональных осей. Путем интегрирования этих измерений можно получить информацию о скорости, перемещении и ориентации объекта.2. Определение деформаций при изгибе труб.При инспекции трубопроводов инерциальный измерительный блок (IMU) может использоваться для определения деформации изгиба трубопровода. Когда IMU устанавливается на очистном поршне или другом мобильном устройстве и перемещается внутри трубопровода, он может регистрировать изменения ускорения и угловой скорости, вызванные изгибом трубопровода. Анализируя эти данные, можно определить степень и местоположение изгибов трубы.3. Измерение диаметра и процесс очистки труб.Измерение диаметра и очистка трубопровода являются важной частью технического обслуживания. В этом процессе используется зонд, оснащенный инерциальным измерительным блоком (IMU), который перемещается вдоль трубопровода, измеряет его внутренний диаметр и регистрирует форму и размеры трубопровода. Эти данные могут быть использованы для оценки состояния трубопроводов и прогнозирования возможных потребностей в техническом обслуживании.4. Процесс очистки стальной щеткой.Процесс очистки трубопроводов стальной щеткой используется для удаления грязи и отложений с внутренних стенок трубопроводов. В ходе этого процесса очистной поршень со стальной щеткой и инерциальным измерительным блоком (IMU) перемещается вдоль трубопровода, очищая его внутреннюю стенку путем чистки щеткой и абразивной обработки. IMU может регистрировать геометрическую информацию и степень чистоты трубопровода в процессе очистки.5. Процесс обнаружения IMUПроцесс инспекции с использованием инерциального измерительного блока (IMU) является ключевым этапом в использовании IMU для сбора и измерения данных во время технического обслуживания трубопроводов. IMU устанавливается на очистном поршне или аналогичном оборудовании и перемещается внутри трубопровода, регистрируя ускорение, угловую скорость и другие параметры. Эти данные могут быть использованы для анализа состояния трубопровода, выявления потенциальных проблем и обеспечения основы для последующего технического обслуживания и управления.6. Сбор и постобработка данныхПосле завершения процесса обнаружения с помощью инерциального измерительного блока (IMU) собранные данные необходимо обработать. Сбор данных включает передачу необработанных данных с IMU на компьютер или другое устройство обработки данных. Постобработка включает очистку, калибровку, анализ и визуализацию данных. Благодаря постобработке из исходных данных можно извлечь полезную информацию, такую ​​как форма, размер, степень изгиба и т. д. трубы.7. Измерение скорости и положения в пространстве.Инерциальный измерительный блок (IMU) может рассчитывать скорость и положение объекта, измеряя ускорение и угловую скорость. При инспекции трубопроводов измерение скорости и положения имеет решающее значение для оценки состояния трубопровода и выявления потенциальных проблем. Мониторинг изменений скорости и положения очистного поршня в трубопроводе позволяет определить форму, степень изгиба и возможные препятствия на трубопроводе.8. Оценка кривизны и деформации трубы.Используя данные, измеренные инерциальным измерительным блоком (IMU), можно оценить кривизну и деформацию трубопровода. Анализируя данные об ускорении и угловой скорости, можно рассчитать радиус кривизны и угол изгиба трубы в различных точках. Одновременно, с учетом свойств материала и условий нагружения трубы, можно оценить уровень деформации и распределение напряжений в трубе на изгибе. Эта информация важна для прогнозирования срока службы трубопроводов, оценки безопасности и разработки планов технического обслуживания.Подведите итогиВ заключение, инерциальный измерительный блок (IMU) играет важную роль в инспекции трубопроводов. Измеряя такие параметры, как ускорение и угловая скорость, можно обеспечить комплексную оценку и контроль состояния трубопровода. С непрерывным развитием технологий и расширением областей применения, использование IMU в инспекции трубопроводов будет становиться все более распространенным. Разработанные компанией Micro-Magic Inc. микроэлектромеханические инерциальные измерительные блоки (MEMS IMU) обладают относительно высокой точностью, например, модели U5000 и U7000, которые являются более точными и относятся к навигационному классу. Если вы хотите узнать больше об IMU, пожалуйста, свяжитесь с нашими профессиональными техническими специалистами как можно скорее.U7000Промышленный термокомпенсированный, полностью откалиброванный ремень с 6 степенями свободы и алгоритмом фильтра Калмана. U5000Гироскоп Rs232/485 IMU для платформы стабилизации радиолокационной/инфракрасной антенны 

Основные положенияПродукция: инерциальная навигационная система (ИНС) и глобальная система позиционирования (ГПС)Основные характеристики:Компоненты: инерциальная навигационная система (ИНС) использует акселерометры и гироскопы; GPS использует спутниковые сигналы.Функции: ИНС обеспечивает автономную навигацию без внешних сигналов; GPS обеспечивает точное определение местоположения с глобальным охватом.Области применения: инерциальная навигационная система (ИНС) идеально подходит для подводной, подземной и космической навигации; GPS используется в персональной навигации, в военных целях и для отслеживания местоположения.Интеграция: Сочетание инерциальной навигационной системы (INS) и GPS повышает точность и надежность в сложных условиях.Вывод: выбор между инерциальной навигационной системой (ИНС) и GPS зависит от конкретных потребностей, и во многих областях применения их интеграция обеспечивает оптимальные навигационные решения.Для сложных летательных аппаратов, таких как самолеты, беспилотные летательные аппараты, корабли, космические аппараты, подводные лодки и БПЛА, наличие точной системы для поддержания и контроля идеального движения имеет первостепенное значение. Две наиболее распространенные навигационные системы, используемые сегодня, — это инерциальная навигационная система (ИНС) и система глобального позиционирования (GPS). Обе имеют свои уникальные преимущества и области применения, но выбор лучшей системы для ваших нужд зависит от нескольких факторов. В этой статье мы рассмотрим различия, преимущества и идеальные варианты использования каждой системы, чтобы помочь вам принять обоснованное решение.Понимание принципов работы инерциальной навигационной системы (INS) и GPS.Инерциальная навигационная система (ИНС):MEMS-датчик севера способен передавать информацию о направлении движения объектам в полностью автономном режиме, работая без привязки к спутникам, не завися от климатических условий и не требуя сложных операций. Он не только обеспечивает интерфейс вывода данных для компьютера, но и предоставляет удобный интерфейс взаимодействия человека и машины.Система поиска севера на основе MEMS-технологии состоит в основном из инерциального измерительного модуля (IMU) и линейной части, а блок-схема аппаратной части показана на рисунке 1. Инерциальный измерительный модуль (IMU) состоит из гироскопа и вращательного механизма. Схема состоит в основном из четырех печатных плат, включая плату питания, плату управления, плату усилителя мощности и опорную пластину. В таблице 1 показаны компоненты системы поиска севера.Глобальная система позиционирования (GPS):Глобальная система позиционирования (GPS) — это спутниковая навигационная система, которая передает информацию о местоположении и времени на GPS-приемник в любой точке Земли или вблизи нее, где имеется беспрепятственная прямая видимость четырех или более спутников GPS. GPS отличается высокой точностью и обеспечивает непрерывную передачу информации о местоположении, что делает ее идеальной для широкого спектра применений, от персональной навигации до военных операций. Однако сигналы GPS могут быть заблокированы зданиями, деревьями или атмосферными условиями, что может привести к неточностям.Технология GPS в основном используется для определения местоположения, картографирования, отслеживания движущихся объектов, навигации, а также для оценки и измерения времени. Однако эта информация зависит от спутниковой связи, и если GPS-устройство не может подключиться хотя бы к четырем спутникам, предоставляемых данных будет недостаточно для полноценной работы. Сильные и слабые стороныСильные стороны INS:Независимость: не зависит от внешних сигналов, что делает его полезным в условиях отсутствия GPS.Мгновенный отклик: обеспечивает немедленное обновление данных о местоположении и скорости.Надежность: Менее подвержен помехам или искажениям сигнала.Слабые стороны INS:Дрейф: Накопленные ошибки со временем могут привести к неточностям.Сложность: Как правило, сложнее и дороже, чем системы GPS.Рис. 2. Преимущества и недостатки страхования и GNSS.Преимущества GPS:Точность: Предоставляет точную информацию о местоположении, часто с погрешностью в несколько метров.Охват: Глобальный охват с постоянными обновлениями.Простота использования: Широко доступен и относительно недорог.Преимущества GPS:Зависимость от сигнала: Требуется прямая видимость спутников, которая может быть затруднена.Уязвимость: подвержен помехам, подмене сигналов и интерференции.Сочетание инерциальной навигационной системы (INS) и GPSВо многих приложениях инерциальная навигационная система (ИНС) и GPS используются совместно, чтобы задействовать их взаимодополняющие преимущества. Интеграция данных GPS с ИНС позволяет системе корректировать дрейф ИНС и обеспечивать более надежную и точную навигацию. Это сочетание особенно ценно в авиации, где непрерывная и точная навигация имеет решающее значение, и в автономных транспортных средствах, где надежное и точное позиционирование необходимо для безопасной эксплуатации.Благодаря быстрому развитию микроэлектромеханических систем (МЭМС) были разработаны более компактные и портативные интегрированные навигационные системы с поддержкой GPS, такие как три модели от Micro-Magic Inc. с различными уровнями точности. Среди них сверхточная геодезическая и тактическая система I6600 оснащена мощным инерциальным измерительным блоком (IMU), способным выдавать высокоточную информацию о положении, скорости и ориентации.ЗаключениеВыбор между инерциальной навигационной системой (ИНС) и GPS зависит от ваших конкретных потребностей и условий эксплуатации. Если вам нужна система, независимая от внешних сигналов и способная работать в сложных условиях, ИНС может быть лучшим выбором. Однако, если вам необходима высокоточная, непрерывная информация о местоположении с глобальным охватом, GPS, вероятно, будет лучшим вариантом. Для многих задач сочетание обеих систем может обеспечить оптимальное решение, гарантируя надежность и точность навигации.Понимая сильные и слабые стороны каждой системы, вы сможете принять взвешенное решение и выбрать навигационную систему, которая наилучшим образом соответствует вашим требованиям. I6700Инерциальная навигационная система с поддержкой MEMS GNSS  

Основные положенияПродукт: Инерциальная навигационная система (ИНС) на основе MEMS-технологии с поддержкой GNSS.Основные характеристики:Компоненты: Оснащен MEMS-гироскопами и акселерометрами для точных инерциальных измерений, а также поддерживает GNSS для улучшенной навигации.Функция: Сочетает кратковременную точность инерциальной навигационной системы (INS) с долговременной стабильностью GNSS, обеспечивая непрерывную передачу навигационных данных.Области применения: подходит для тактических операций, беспилотных летательных аппаратов, робототехники и промышленной автоматизации.Объединение данных: Совмещает данные инерциальной навигационной системы (INS) с поправками GNSS для уменьшения дрейфа и повышения точности позиционирования.Вывод: Обеспечивает высокую точность и надежность, идеально подходит для навигационных задач в различных отраслях промышленности.В процессе шумоподавления инерциального измерительного блока (IMU) эффективным методом является вейвлет-шумоподавление. Основной принцип вейвлет-шумоподавления заключается в использовании многоразрешенных временных частотных характеристик локализации вейвлетов для разложения компонентов различных частот в сигнале на различные подпространства, а затем в обработке вейвлет-коэффициентов в этих подпространствах для удаления шума.В частности, процесс вейвлет-шумоподавление можно разделить на следующие три этапа:1. Выполнить вейвлет-преобразование зашумленного сигнала IMU и разложить его на различные вейвлет-подпространства.2. Коэффициенты в этих вейвлет-подпространствах подвергаются пороговой обработке, то есть коэффициенты ниже определенного порога считаются шумом и обнуляются, а коэффициенты выше порога сохраняются, и эти коэффициенты обычно содержат полезную информацию о сигнале.3. Выполните обратное преобразование обработанных вейвлет-коэффициентов для получения очищенного от шума сигнала.Этот метод позволяет эффективно удалять шум из сигнала инерциального измерительного блока (IMU) и повышать качество и точность сигнала. В то же время, благодаря хорошим частотно-временным характеристикам вейвлет-преобразования, он лучше сохраняет полезную информацию в сигнале и предотвращает чрезмерную потерю информации в процессе шумоподавления.Обратите внимание, что конкретные методы выбора порогового значения и обработки могут различаться в зависимости от характеристик сигнала и уровня шума, поэтому их необходимо корректировать и оптимизировать в соответствии с конкретными условиями реального применения.Метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, является эффективной технологией обработки сигналов, используемой для удаления шума из данных IMU (инерциального измерительного блока). Данные IMU часто содержат высокочастотный шум и низкочастотный дрейф, которые могут влиять на точность и производительность IMU. Метод шумоподавления, основанный на вейвлет-разложении, позволяет эффективно отделять и удалять эти шумы и дрейфы, тем самым повышая точность и надежность данных IMU.Вейвлет-разложение — это метод многомасштабного анализа, позволяющий разлагать сигналы на вейвлет-компоненты различных частот и масштабов. С помощью вейвлет-разложения данных инерциального измерительного блока (IMU) можно разделить и по-разному обработать высокочастотный шум и низкочастотный дрейф.Метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, обычно включает следующие этапы:1. Выполните вейвлет-разложение данных IMU и разложите их на вейвлет-компоненты различных частот и масштабов.2. В соответствии с характеристиками вейвлет-компонентов выберите подходящий пороговый метод или метод обработки вейвлет-коэффициентов для подавления или удаления высокочастотного шума.3. Моделирование и компенсация низкочастотного дрейфа для уменьшения его влияния на данные IMU.4. Восстановите обработанные вейвлет-компоненты для получения очищенных от шума данных IMU. Метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, обладает следующими преимуществами:1. Способность эффективно отделять и удалять высокочастотный шум и низкочастотный дрейф, повышая точность и надежность данных IMU.2. Обладать хорошими навыками частотно-временного анализа и уметь одновременно обрабатывать временную и частотную информацию сигналов.3. Подходит для различных типов данных IMU и различных сценариев применения, отличается высокой универсальностью и гибкостью.Подведите итогиВкратце, метод шумоподавления данных IMU, основанный на вейвлет-разложении, является эффективной технологией обработки сигналов, которая может повысить точность и надежность данных IMU и обеспечить более точные и надежные данные для инерциальной навигации, оценки ориентации, отслеживания движения и других областей.Разработанный компанией Micro-Magic Inc. инерциальный измерительный блок (IMU) использует ряд достаточно строгих методов шумоподавления, чтобы лучше продемонстрировать потребителям более высокую точность и низкую стоимость MEMS-IMU, таких как U5000 и U3500, используемых в навигационных системах. Технические специалисты провели различные эксперименты по шумоподавлению данных IMU, чтобы лучше соответствовать требованиям потребителей к точному измерению состояния движения объектов.Если вы хотите узнать больше об IMU, пожалуйста, свяжитесь с нашими соответствующими сотрудниками.U3500Датчик IMU MEMS, выход IMU3500 CAN U5000В чем бы вы ни нуждались, CARESTONE всегда рядом. 

Основные положенияИзделие: Кварцевый гибкий акселерометрОсновные характеристики:Компоненты: Использует высокоточные кварцевые гибкие акселерометры для точных измерений ускорения и наклона.Функция: Анализ вибраций помогает определить коэффициенты погрешности датчика, повышая точность и производительность измерений.Области применения: Широко используется в системах мониторинга состояния конструкций, аэрокосмической навигации, автомобильных испытаниях и диагностике промышленного оборудования.Анализ данных: Объединяет данные о вибрации с алгоритмами обработки сигналов для оптимизации моделей датчиков и повышения производительности.Заключение: Обеспечивает точные и надежные измерения ускорения, обладая большим потенциалом в различных отраслях высокоточной промышленности.1. Введение:В области сенсорных технологий акселерометры играют ключевую роль в различных отраслях, от автомобильной до аэрокосмической, от здравоохранения до бытовой электроники. Их способность измерять ускорение и наклон по нескольким осям делает их незаменимыми для приложений, начиная от мониторинга вибрации и заканчивая инерциальной навигацией. Среди разнообразных типов акселерометров кварцевые гибкие акселерометры выделяются своей точностью и универсальностью. В этой статье мы подробно рассмотрим тонкости идентификации кварцевых гибких акселерометров с помощью анализа вибрации, изучим их конструкцию, принципы работы и значение анализа вибрации для оптимизации их характеристик.2. Важность анализа вибраций:Для идентификации акселерометра сначала необходимо провести испытания на многонаправленном вибрационном стенде. Получение большого объема исходных данных осуществляется с помощью программного обеспечения для сбора данных. Затем, на основе полученных данных, с одной стороны, применяется алгоритм наименьших квадратов для идентификации коэффициентов ошибок высокого порядка, улучшения уравнения модели сигнала, повышения точности измерений датчика, а с другой — исследуется взаимосвязь между коэффициентами ошибок высокого порядка акселерометра и его рабочим состоянием.Необходимо разработать методы определения рабочего состояния акселерометра на основе коэффициентов ошибок высокого порядка. С другой стороны, следует извлечь эффективный набор его характеристик, обучить нейронные сети и, наконец, модулировать эффективный алгоритм анализа данных с помощью технологии виртуальных приборов. Необходимо разработать прикладное программное обеспечение для определения рабочего состояния гибких кварцевых акселерометров, чтобы обеспечить быстрое и точное определение рабочего состояния датчика. Это позволит оперативно улучшать внутреннюю структуру схем, повышать точность измерений акселерометров и увеличивать выход годной продукции в процессе обработки и производства.Анализ вибраций является краеугольным камнем в характеризации и оптимизации гибких кварцевых акселерометров. Подвергая эти датчики контролируемым вибрациям на разных частотах и ​​амплитудах, инженеры могут оценить их динамические характеристики, включая чувствительность, линейность и частотный диапазон. Анализ вибраций помогает выявить потенциальные источники ошибок или нелинейности в выходных данных акселерометра, что позволяет производителям точно настраивать параметры датчика для повышения производительности и точности.3. Процесс идентификации:Идентификация гибких кварцевых акселерометров с помощью вибрационного анализа предполагает систематический подход, включающий экспериментальные испытания, анализ данных и проверку. Инженеры обычно проводят вибрационные испытания с использованием калиброванных вибростендов или систем вибрационного возбуждения, подвергая акселерометры синусоидальным или случайным вибрациям и регистрируя их выходные сигналы. Для анализа частотной характеристики акселерометров и определения резонансных частот, коэффициентов демпфирования и других важных параметров используются передовые методы обработки сигналов, такие как анализ Фурье и оценка спектральной плотности. Путем итеративного тестирования и анализа инженеры уточняют модель акселерометра и проверяют его характеристики в соответствии с заданными критериями.4. Применение и перспективы на будущее:Кварцевые гибкие акселерометры находят применение в самых разных отраслях, включая мониторинг состояния конструкций, аэрокосмическую навигацию, автомобильные испытания и диагностику промышленного оборудования. Их высокая точность, надежность и универсальность делают их незаменимыми инструментами для инженеров и исследователей, стремящихся понять и уменьшить воздействие динамических сил и вибраций. В перспективе, постоянное совершенствование сенсорных технологий и алгоритмов обработки сигналов позволит еще больше повысить производительность и возможности кварцевых гибких акселерометров, открывая новые горизонты в анализе вибраций и динамическом измерении движения.В заключение, идентификация гибких кварцевых акселерометров посредством анализа вибраций представляет собой важнейшее направление в сенсорных технологиях, позволяющее инженерам раскрыть весь потенциал этих прецизионных приборов. Понимая принципы работы, проводя тщательный анализ вибраций и улучшая характеристики датчиков, производители и исследователи могут использовать возможности кварцевых акселерометров в самых разных областях применения, от мониторинга конструкций до передовых навигационных систем. По мере ускорения технологических инноваций роль анализа вибраций в оптимизации характеристик датчиков останется первостепенной, стимулируя развитие точных измерений и динамического распознавания движений.5. ЗаключениеКомпания Micro-Magic Inc. производит высокоточные кварцевые гибкие акселерометры, такие как AC1, с малой погрешностью и высокой точностью, обладающие стабильностью смещения 5 мкг, повторяемостью масштабного коэффициента 15–50 ppm и весом 80 г. Эти устройства могут широко применяться в нефтедобыче, системах измерения микрогравитации и инерциальной навигации. AC1Кварцевый гибкий акселерометр навигационного класса с диапазоном измерения 50G, обеспечивающий превосходную долговременную стабильность и повторяемость.  

Основные положенияПродукт: Интегрированная навигационная система GNSS/MEMS INSОсновные характеристики:Компоненты: Сочетает инерциальные датчики MEMS с приемниками GNSS для расширения возможностей навигации.Функция: Обеспечивает высокочастотное обновление и точную информацию о местоположении, скорости и ориентации путем интеграции инерциальных данных с поправками GNSS.Области применения: Идеально подходит для дронов, бортовых самописцев, интеллектуальных беспилотных аппаратов и подводных аппаратов.Слияние данных: Использует фильтр Калмана для объединения данных GNSS с данными MEMS INS, исправляя накопившиеся ошибки и повышая общую точность.Заключение: Данная интегрированная система использует преимущества обеих технологий для повышения эффективности и надежности навигации, имея широкое применение в различных отраслях промышленности.С развитием инерциальных устройств на основе MEMS-технологии точность MEMS-гироскопов и MEMS-акселерометров постепенно повышалась, что привело к быстрому прогрессу в их применении.MEMS INSОднако повышение точности инерциальных устройств на основе MEMS оказалось недостаточным для удовлетворения постоянно растущих требований к точности MEMS-инерциальных навигационных систем (ИНС). Таким образом, повышение точности MEMS-ИНС за счет алгоритмов компенсации ошибок и других методов стало одним из приоритетных направлений исследований в этой области.Для повышения эффективности работы MEMS-инерциальных навигационных систем исследователи изучали различные методы уменьшения ошибок в этих системах. Существует четыре основных подхода к снижению ошибок в MEMS-инерциальных навигационных системах:Калибровка и компенсация параметров ошибок датчиков: это включает в себя использование математического моделирования и экспериментальных инструментов для моделирования ошибок датчиков, систематическую калибровку детерминированных ошибок на системном уровне, а затем компенсацию этих ошибок с помощью алгоритмов инерциальной навигации для повышения общей производительности.Технология модуляции вращения: Применение соответствующих схем модуляции вращения позволяет добиться периодического изменения ошибок датчиков без использования внешних источников информации. Эта автоматическая компенсация ошибок в навигационном алгоритме подавляет влияние ошибок датчиков на MEMS-инерциальную навигационную систему.Технология резервирования инерциальных устройств: Благодаря низкой стоимости инерциальных датчиков MEMS, можно реализовать конструкции с резервированием. Резервирование датчиков позволяет эффективно снизить влияние случайных ошибок на инерциальные датчики MEMS, тем самым повышая их производительность.Включение внешних источников информации: использование фильтра Калмана для интегрированной навигации с целью подавления накопления ошибок MEMS-инерциальной навигационной системы.В данной статье будет дополнительно представлен четвертый метод, который является наиболее практичной и широко исследованной формой интегрированной навигации — интегрированная навигационная система GNSS/MEMS INS.Причины использования GNSS для поддержки MEMS-инерциальных навигационных системMEMS-инерциальная навигационная система (ИНС) — это тип системы инерциальной навигации, которая измеряет относительное состояние от предыдущего момента времени до текущего момента выборки. Она не использует акустические, оптические или электрические сигналы для измерения, что делает её очень устойчивой к внешним помехам и обману. Её автономность и надёжность делают её ключевой навигационной системой для различных носителей информации, таких как самолёты, корабли и транспортные средства. На рис. 1 показаны характеристики ИНС различных классов.Рис. 1. Характеристики инерциальных навигационных систем различных классов.Инерциальные навигационные системы MEMS обеспечивают высокую частоту обновления и могут выдавать исчерпывающую информацию о состоянии, включая положение, скорость, ориентацию, угловую скорость и ускорение, с высокой точностью навигации в краткосрочной перспективе. Однако для инициализации положения, скорости и ориентации MEMS-инерциальным системам требуются дополнительные источники информации, а их чисто инерциальная навигационная ошибка накапливается со временем, особенно в тактических и коммерческих системах.Комбинация GNSS/MEMS INS позволяет реализовать взаимодополняющие преимущества обеих систем: GNSS обеспечивает стабильную долговременную точность и может предоставлять начальные значения положения и скорости, корректируя накопленные ошибки в MEMS INS посредством фильтрации. В то же время MEMS INS может повысить скорость обновления выходных данных навигации GNSS, расширить типы выходной информации о состоянии и помочь в обнаружении и устранении ошибок наблюдений GNSS.Базовая модель интегрированной навигационной системы GNSS/MEMS INSБазовая модель интеграции GNSS/MEMS INS отражает функциональную взаимосвязь между получаемой информацией от датчиков (IMU и приемников) и параметрами навигации несущей (положение, скорость и ориентация), а также типы и случайные модели ошибок измерений датчиков. Параметры навигации несущей должны быть описаны в конкретной системе координат.Рис. 2. Базовая модель интегрированной навигации GNSSMEMS INS.Навигационные задачи обычно включают две или более системы координат: инерциальные датчики измеряют движение носителя относительно инерциального пространства, в то время как навигационные параметры носителя (положение и скорость) обычно описываются в системе координат, привязанной к Земле, для интуитивного понимания. К распространенным системам координат в интегрированной навигации GNSS/INS относятся инерциальная система координат с центром в Земле, система координат, привязанная к Земле с центром в Земле, локальная географическая система координат и система координат тела.В настоящее время алгоритмы интеграции GNSS/MEMS INS в абсолютную навигацию достигли зрелости, и на рынке появилось множество высокопроизводительных продуктов. Например, три недавно выпущенные модели MEMS INS от Micro-Magic Inc., показанные на изображении ниже, подходят для применения в дронах, бортовых самописцах, интеллектуальных беспилотных транспортных средствах, позиционировании и ориентации дорожного полотна, обнаружении каналов, беспилотных надводных и подводных аппаратах.Рис. 3. Три новые GNSS/MEMS INS от Micro-Magic Inc.I3500Высокоточная 3-осевая инерциальная навигационная система MEMS-гироскопа I3500 I3700Высокоточный модуль сельскохозяйственного GPS-трекера. Потребление энергии. Инерциальная навигационная система. MTK RTK GNSS. Антенна RTK. Алгоритм RTK.