Волоконно-оптические гироскопы для инерциальной навигации

January 13, 2025

Автор

21221

В стремлении к максимальному расслаблению, наши диваны разработаны с учетом вашего благополучия. Каждая линия и подушка спроектированы таким образом, чтобы поддерживать и повторять контуры вашего тела, создавая ощущение комфорта, словно он создан специально для вас. Мы глубоко изучаем науку о сиденьях, чтобы гарантировать, что с каждой минутой, проведенной на наших диванах, вы почувствуете, как мир исчезает. Вы можете собрать диван сразу или добавлять новые элементы постепенно. Если вы измените свое пространство, вы всегда сможете изменить форму.

Мари Р. Уинтерс

Основные положения

Изделие: Волоконно-оптический гироскоп GF70ZK

Основные характеристики:

Компоненты: Использует волоконно-оптические гироскопы для высокоточных инерциальных измерений.
Функция: Обеспечивает быстрый запуск и надежные навигационные данные для различных приложений.
Области применения: Подходит для инерциальных навигационных систем, систем обеспечения устойчивости платформ и систем позиционирования в аэрокосмической отрасли и беспилотных транспортных средствах.
Характеристики: Стабильность нулевого смещения в диапазоне от 0,01 до 0,02, оптимизированная для обеспечения необходимой точности и диапазона измерений.
В заключение: GF70ZK сочетает в себе компактные размеры и низкое энергопотребление, что делает его универсальным выбором для сложных навигационных задач в различных отраслях промышленности.

1. Что такое инерциальная навигация?

Чтобы понять, что такое инерциальная навигация, сначала нужно разбить это выражение на две части: навигация + инерция.
Проще говоря, навигация — это решение задачи перемещения из одного места в другое с указанием направления, как правило, с помощью компаса.
Инерция, первоначально выведенная из ньютоновской механики, обозначает свойство объекта сохранять свое состояние движения. Она выполняет функцию регистрации информации о состоянии движения объекта.
Для иллюстрации инерциальной навигации используется простой пример. Ребенок и его друг играют в игру у входа в комнату, выложенную плитками, и идут по плиткам на другую сторону по определенным правилам: один шаг вперед, три шага влево, пять шагов вперед, два шага вправо… Каждый его шаг равен длине напольной плитки, и люди за пределами комнаты могут получить полную траекторию его движения, нарисовав соответствующую длину и маршрут на бумаге. Им не нужно видеть комнату, чтобы знать положение ребенка, его скорость и т.д.
Основной принцип инерциальной навигации и некоторых других типов навигации примерно таков: зная своё начальное положение, начальную ориентацию (ориентацию), направление и направление движения в каждый момент времени, нужно немного продвинуться вперёд. Сложите эти значения (что соответствует операции математического интегрирования), и вы получите свою ориентацию, положение и другую информацию.
Итак, как получить информацию о текущей ориентации (положении) и координатах движущегося объекта? Для этого необходимо использовать множество датчиков; в инерциальной навигации это, например, акселерометр и гироскоп.
Инерциальная навигация использует гироскоп и акселерометр для измерения угловой скорости и ускорения носителя в инерциальной системе отсчета, интегрирует и вычисляет время для получения скорости и относительного положения, а затем преобразует их в навигационную систему координат, так что текущее положение носителя может быть получено путем объединения информации о начальном положении.
Инерциальная навигация — это система навигации с замкнутым контуром управления, в которой отсутствует внешний ввод данных для коррекции ошибок во время движения несущей. Поэтому отдельная инерциальная навигационная система может использоваться только в течение коротких периодов навигации. Для длительной работы системы необходимо периодически корректировать накопленную внутреннюю ошибку с помощью спутниковой навигации.

2. Гироскопы в инерциальной навигации

Технология инерциальной навигации широко используется в аэрокосмической отрасли, спутниковой навигации, БПЛА и других областях благодаря высокой скрытности и полной автономности в получении информации о движении. Особенно в области микродронов и автономного вождения технология инерциальной навигации может предоставлять точную информацию о направлении и скорости и играть незаменимую роль в сложных условиях или когда другие внешние вспомогательные навигационные сигналы не могут обеспечить преимущества автономной навигации в окружающей среде, обеспечивая надежное измерение ориентации и положения. В качестве важного компонента в инерциальной навигационной системе, волоконно-оптический гироскоп играет решающую роль в ее навигационных возможностях. В настоящее время на рынке представлены в основном волоконно-оптические гироскопы и MEMS-гироскопы. Хотя точность волоконно-оптического гироскопа высока, вся его система состоит из соединителей,
Модулятор, оптическое волоконное кольцо и другие дискретные компоненты приводят к большим объемам и высокой стоимости, в микро-БПЛА, беспилотных летательных аппаратах и других областях не могут удовлетворить требованиям миниатюризации и низкой стоимости, что значительно ограничивает их применение. Хотя MEMS-гироскопы могут быть миниатюризированы, их точность низка. Кроме того, они имеют подвижные части, низкую устойчивость к ударам и вибрации, и их трудно применять в суровых условиях.

3. Краткое содержание

Волоконно-оптический гироскоп GF70ZK от Micro-Magic Inc. разработан в соответствии с концепцией традиционных волоконно-оптических гироскопов, имеет небольшие размеры (70*70*32 мм), малый вес (менее 250 г), низкое энергопотребление (менее 4 Вт), быстрый запуск (всего 5 секунд). Этот волоконно-оптический гироскоп прост в эксплуатации и использовании и широко применяется в инерциальных навигационных системах (ИНС), инерциальных измерительных блоках (ИМУ), системах позиционирования, системах определения севера, системах стабилизации платформ и других областях.
Стабильность нулевого смещения нашего GF80 составляет от 0,01 до 0,02. Самое большое различие между этими двумя волоконно-оптическими гироскопами заключается в разном диапазоне измерений. Конечно, наш волоконно-оптический гироскоп может использоваться в инерциальной навигации. Вы можете сделать детальный выбор в зависимости от точности и диапазона измерений. Приглашаем вас в любое время проконсультироваться с нами и получить более подробную техническую информацию.