ناوبری اینرسی | هوافضای جوان

ناوبری اینرسی

همانطور که در قسمت ناوبری گفته شد، سیستم‌های ناوبری انواع مختلفی دارد، که یکی از این سیستم‌ها، ناوبری اینرسی است. ناوبری اینرسی مهم‌ترین و پرکاربردترین سیستم ناوبری، در کاربردهای نظامی می‌باشد. در این سیستم از حسگرهای اینرسی برای اندازه‌گیری شتاب‌ها و سرعت‌های زاویه‌ای پرنده نسبت به فضای اینرسی استفاده می‌شود، به مجموعه این شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها IMU گفته می‌شود که مخفف Inertial Measurment Unit می‌باشد. اطلاعات خروجی از IMU وارد کامپیوتر سیستم ناوبری شده و در آنجا با انجام محاسبات ناوبری، سرعت، موقعیت و وضعیت وسیله‌ی پرنده نسبت به دستگاه مرجع، در هر لحظه از پرواز محاسبه می‌شود.

 

سیستم ناوبری اینرسی

مزایای این سیستم

  • بی‌نیاز بودن از تجهیزات زمینی
  • عدم تاثیرپذیری از عوامل خارجی هچون اختلالات رادیویی و راداری
  • عدم سهولت شناسایی به دلیل عدم ارسال سیگنال
  • امکان استفاده در همه شرایط آب و هوایی

معایب این سیستم

  • هزینه ساخت زیاد در صورت نیاز به دقت‌های زیاد
  • افزایش خطای ناوبری با گذشته زمان
  • نیاز به تراز کردن اولیه

انواع سیستم‌های ناوبری اینرسی

معروف‌ترین سیستم‌های ناوبری اینرسی عبارت‌اند از:

سیستم ناوبری اینرسی صفحه‌ی پایدار: در این سیستم شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها روی یک صفحه‌ی ثابت نسبت به دستگاه مختصات اینرسی، که به آن صفحه‌ی پایدار گفته می‌شون قرار دارند، در صورت مانور وسیله، این سیستم با استفاده از سرووهایی که به آن وصل هستند، راستای صفحه در فضا ثابت نگه داشته می‌شود. سه شتاب‌سنج که دو به دو بر هم عمودند، اطلاعات مورد نیاز جهت تعیین موقعیت وسیله را فراهم می‌کنند. هم‌چنین از سه ژیروسکوپ برای ثابت نگه داشتن وضعیت صفحه نسبت به دستگاه مختصات اینرسی استفاده می‌شود. در زیر تصویری از این سیستم می‌بینید.

سیستم ناوبری اینرسی صفحه‌ی پایدار

مزایای این سیستم عبارت‌اند از: کم بودن حجم محاسبات، ساده بودن نرم‌افزار محاسباتی.

معایب این سیستم عبارت‌اند از: مکانیزم پیچیده، بیشتر بودن وزن نسبت به سیستم متصل به بدنه.

سیستم ناوبری اینرسی متصل به بدنه: در این سیستم، ژیروسکوپ‌ها و شتاب‌سنج‌ها نسبت به بدنه وسیله ثابت هستند. در این سیستم نرخ چرخش وسیله نسبت به دستگاه اینرسی توسط ژیروسکوپ‌ها و مولفه‌های شتاب بدنی نسبت به دستگاه اینرسی توسط شتاب‌سنج‌ها اندازه گیری می‌شود. با استفاده از این اطلاعات، موقعیت و وضعیت وسیله در هر لحظه در سیستم مختصات اینرسی مشخص می‌شود. در زیر تصویری از این سیستم مشاهده می‌کنید.

سیستم ناوبری اینرسی متصل به بدنه

مزایای این سیستم عبارت‌اند از: کم حجم و سبک است، ساختار بسیار ساده دارد، هزینه‌ی پایین دارد.

معایب این سیستم عبارت‌اند از: پیچیده بودن نرم‌افزار محاسباتی، نیاز به پردازنده قوی، نیاز به ژیروسکوپ با محدوده دینامیکی بزرگ.

 

یک نمونه ژیروسکوپ

منابع

http://ae.sharif.edu/~nobahari/courses/Guidance%20and%20Navigation/I2GFV.pdf


 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.