समन्वय प्रणालियों की बढ़ती आवश्यकताओं के कारण नेविगेशन के नए सिद्धांतों का विकास आवश्यक हो गया है। विशेष रूप से, आधुनिकता द्वारा निर्धारित शर्तों में से एक लक्ष्य वस्तुओं के स्थान को मापने के अपेक्षाकृत स्वतंत्र साधनों की शुरूआत थी। इन क्षमताओं को एक जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली द्वारा प्रदान किया जाता है जो रेडियो बीकन और उपग्रहों से संकेतों की आवश्यकता को समाप्त करता है।
प्रौद्योगिकी सिंहावलोकन
जड़त्वीय नेविगेशन यांत्रिकी के नियमों पर आधारित है, जिससे आप संदर्भ के स्थापित फ्रेम के सापेक्ष निकायों की गति के मापदंडों को ठीक कर सकते हैं। पहली बार, नेविगेशन के इस सिद्धांत को अपेक्षाकृत हाल ही में जहाज gyrocompasses में लागू किया जाने लगा। इस प्रकार के माप उपकरणों में सुधार के साथ, उत्पन्न हुआएक तकनीक जो निकायों के त्वरण के आधार पर मापा मापदंडों को निर्धारित करती है। जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली का सिद्धांत 1930 के दशक के करीब आकार लेना शुरू कर दिया। उसी क्षण से, इस क्षेत्र के शोधकर्ताओं ने यांत्रिक प्रणालियों की स्थिरता के सिद्धांतों पर अधिक ध्यान देना शुरू कर दिया। व्यवहार में, इस अवधारणा को लागू करना काफी कठिन है, इसलिए लंबे समय तक यह केवल सैद्धांतिक रूप में ही रहा। लेकिन हाल के दशकों में, कंप्यूटर पर आधारित विशेष उपकरणों के आगमन के साथ, उड्डयन, जल इंजीनियरिंग, आदि में जड़त्वीय नेविगेशन उपकरण सक्रिय रूप से उपयोग किए गए हैं।
सिस्टम घटक
किसी भी जड़त्वीय प्रणाली के अनिवार्य तत्व संवेदनशील माप उपकरणों और कंप्यूटिंग उपकरणों के ब्लॉक हैं। तत्वों की पहली श्रेणी को जाइरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर द्वारा दर्शाया जाता है, और दूसरा कंप्यूटर उपकरण है जो कुछ गणना एल्गोरिदम को लागू करता है। विधि की सटीकता काफी हद तक संवेदनशील उपकरणों की विशेषताओं पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, विश्वसनीय डेटा एक्सेलेरोमीटर के साथ संयोजन में केवल सटीक-प्रकार के जाइरोस्कोप के साथ जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम प्राप्त करना संभव बनाता है। लेकिन इस मामले में, तकनीकी उपकरणों में इलेक्ट्रोमैकेनिकल फिलिंग की उच्च जटिलता के रूप में एक गंभीर खामी है, उपकरण के बड़े आकार का उल्लेख नहीं करना।
सिस्टम कैसे काम करता है
जड़त्वीय प्रणाली का उपयोग करके निर्देशांक निर्धारित करने की विधि निकायों के त्वरण पर डेटा को संसाधित करना है, साथ ही साथ उनकेकोणीय गति। इसके लिए, फिर से, लक्ष्य वस्तु पर सीधे स्थापित संवेदनशील तत्वों का उपयोग किया जाता है, जिससे मेटा-स्थिति, गति के पाठ्यक्रम, दूरी की यात्रा और गति के बारे में जानकारी उत्पन्न होती है। इसके अलावा, जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली के संचालन का सिद्धांत किसी वस्तु को स्थिर करने और यहां तक \u200b\u200bकि स्वचालित रूप से नियंत्रित करने के लिए साधनों का उपयोग करना संभव बनाता है। ऐसे उद्देश्यों के लिए, जाइरोस्कोपिक उपकरणों के साथ रैखिक त्वरण सेंसर का उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों की मदद से, एक रिपोर्ट सिस्टम बनता है जो वस्तु के प्रक्षेपवक्र के सापेक्ष काम करता है। उत्पन्न समन्वय प्रणाली के अनुसार, झुकाव और रोटेशन के कोण निर्धारित किए जाते हैं। इस तकनीक के फायदों में स्वायत्तता, स्वचालन की संभावना और उच्च स्तर की शोर उन्मुक्ति शामिल है।
जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम का वर्गीकरण
मूल रूप से, माने जाने वाले नेविगेशन सिस्टम को प्लेटफॉर्म और स्ट्रैपडाउन (SINS) में विभाजित किया गया है। पूर्व को भौगोलिक भी कहा जाता है और इसमें दो प्लेटफॉर्म हो सकते हैं। एक जाइरोस्कोप द्वारा प्रदान किया जाता है और जड़त्वीय क्षेत्र में उन्मुख होता है, और दूसरा एक्सेलेरोमीटर द्वारा नियंत्रित होता है और क्षैतिज विमान के सापेक्ष स्थिर होता है। नतीजतन, निर्देशांक दो प्लेटफार्मों की सापेक्ष स्थिति के बारे में जानकारी का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं। SINS मॉडल को तकनीकी रूप से अधिक उन्नत माना जाता है। स्ट्रैपडाउन जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली gyroplatforms के उपयोग में सीमाओं से जुड़े नुकसान से रहित है। गति औरऐसे मॉडलों में वस्तुओं के स्थान को डिजिटल कंप्यूटिंग में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो कोणीय अभिविन्यास पर डेटा रिकॉर्ड करने में भी सक्षम है। SINS सिस्टम के आधुनिक विकास का उद्देश्य प्रारंभिक डेटा की सटीकता को कम किए बिना कम्प्यूटेशनल एल्गोरिदम को अनुकूलित करना है।
प्लेटफ़ॉर्म सिस्टम के उन्मुखीकरण को निर्धारित करने के तरीके
ऑब्जेक्ट की गतिशीलता पर प्रारंभिक डेटा निर्धारित करने के लिए प्लेटफ़ॉर्म के साथ काम करने वाली प्रासंगिकता और सिस्टम को न खोएं। फिलहाल, निम्न प्रकार के प्लेटफ़ॉर्म इनर्टियल नेविगेशन मॉडल सफलतापूर्वक संचालित होते हैं:
- ज्यामितीय प्रणाली। दो प्लेटफार्मों के साथ मानक मॉडल, जिसे ऊपर वर्णित किया गया था। इस तरह के सिस्टम अत्यधिक सटीक होते हैं, लेकिन बाहरी अंतरिक्ष में चलने वाले अत्यधिक कुशल वाहनों की सर्विसिंग में उनकी सीमाएं होती हैं।
- विश्लेषणात्मक प्रणाली। यह एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप का भी उपयोग करता है, जो सितारों के सापेक्ष स्थिर होते हैं। ऐसी प्रणालियों के लाभों में मिसाइल, हेलीकॉप्टर और लड़ाकू विमानों जैसी युद्धाभ्यास योग्य वस्तुओं को प्रभावी ढंग से सेवा देने की क्षमता शामिल है। लेकिन एक स्ट्रैपडाउन जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली की तुलना में भी, विश्लेषणात्मक सिस्टम किसी वस्तु की गतिशीलता के मापदंडों को निर्धारित करने में कम सटीकता प्रदर्शित करते हैं।
- अर्द्ध विश्लेषणात्मक प्रणाली। एक मंच द्वारा प्रदान किया गया, स्थानीय क्षितिज के अंतरिक्ष में लगातार स्थिर हो रहा है। इस आधार में एक जाइरोस्कोप और एक एक्सेलेरोमीटर होता है, और गणना कार्य मंच के बाहर आयोजित की जाती है।
जड़त्वीय उपग्रह प्रणालियों की विशेषताएं
यह एकीकृत नेविगेशन सिस्टम का एक आशाजनक वर्ग है जो उपग्रह सिग्नल स्रोतों के लाभों को जोड़ता है और जड़त्वीय मॉडल माना जाता है। लोकप्रिय उपग्रह प्रणालियों के विपरीत, ऐसी प्रणालियाँ कोणीय अभिविन्यास पर डेटा का अतिरिक्त उपयोग करना और नेविगेशन संकेतों की अनुपस्थिति में स्वतंत्र स्थिति एल्गोरिदम बनाना संभव बनाती हैं। अतिरिक्त जियोलोकेशन जानकारी प्राप्त करने से हम महंगे उपकरणों से इनकार करते हुए संवेदनशील तत्वों के मॉडल को तकनीकी रूप से सरल बना सकते हैं। जड़त्वीय उपग्रह नेविगेशन प्रणाली के लाभों में कम वजन, छोटे आकार और सरलीकृत डेटा प्रोसेसिंग योजनाएं शामिल हैं। दूसरी ओर, एमईएमएस जाइरोस्कोप की अस्थिरता डेटा निर्धारण में त्रुटियों के संचय का कारण बनती है।
जड़त्वीय प्रणालियों के अनुप्रयोग के क्षेत्र
जड़त्वीय नेविगेशन प्रौद्योगिकी के संभावित उपभोक्ताओं में विभिन्न उद्योगों के प्रतिनिधि हैं। यह न केवल अंतरिक्ष यात्री और विमानन है, बल्कि मोटर वाहन (नेविगेशन सिस्टम), रोबोटिक्स (कीनेमेटिक विशेषताओं को नियंत्रित करने के साधन), खेल (गति की गतिशीलता का निर्धारण), दवा और यहां तक कि घरेलू उपकरण आदि भी हैं।
निष्कर्ष
जड़त्वीय नेविगेशन का सिद्धांत, जिसकी अवधारणा पिछली शताब्दी में बनने लगी थी, आज मेक्ट्रोनिक्स का एक पूर्ण खंड माना जा सकता है। हालाँकि, हाल की उपलब्धियाँ बताती हैं कि भविष्य हो सकता हैप्रकट और अधिक प्रगतिशील खोजें। यह कंप्यूटर विज्ञान और इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम की घनिष्ठ बातचीत से प्रमाणित होता है। सैद्धांतिक यांत्रिकी पर आधारित, संबंधित प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए स्थान का विस्तार करते हुए, नए महत्वाकांक्षी कार्य दिखाई देते हैं। साथ ही, इस दिशा में विशेषज्ञ तकनीकी साधनों के अनुकूलन पर सक्रिय रूप से काम कर रहे हैं, जिनमें से मूल सूक्ष्म यांत्रिक जाइरोस्कोप हैं।
