حلول GUIdenav المتطورة للتأمين للجميع
نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS)
أكثر من 15000 نظام قيد التشغيل في أكثر من 35 دولة
حلول مخصصة تحظى بثقة كبرى الشركات العالمية
تُقدّم GuideNav حلولاً شاملة لأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS)، تجمع بين تقنيات MEMS وجيروسكوب الألياف الضوئية (FOG). صُممت أنظمة INS الخاصة بنا لتقديم دقة وموثوقية استثنائيتين، لتلبية احتياجات طيف واسع من التطبيقات. سواء كنت بحاجة إلى مزايا MEMS المدمجة والفعّالة من حيث التكلفة، أو إلى الدقة الفائقة لجيروسكوب الألياف الضوئية، فإن حلولنا تضمن بيانات دقيقة للموقع والسرعة والاتجاه، حتى في أصعب الظروف.
نقدم لكم منتجاتنا من أنظمة القياس بالقصور الذاتي بتقنية MEMS
مكونات MEMS المميزة لدينا

- الملاحة بالقصور الذاتي بمساعدة نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)
- فعال من حيث التكلفة
- دقة تحديد الاتجاه: 0.1 درجة
- دقة تحديد الاتجاه: 0.1 درجة
- للصناعات والسيارات
- حلول مخصصة متاحة

- الملاحة بالقصور الذاتي بمساعدة نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)
- دقة تحديد الاتجاه: 0.1 درجة
- دقة تحديد الاتجاه: 0.1 درجة
- تحسين sWaP-C (الحجم والوزن والطاقة - التكلفة)
- للطائرات العسكرية والتجارية
- حلول مخصصة متاحة

- دقة عالية
- توجيه سريع باستخدام هوائي مزدوج
- دقة تحديد الاتجاه: 0.1 درجة
- دقة تحديد الاتجاه: 0.05 درجة
- تصميم مُحسَّن لحماية الهوائي
- حلول مخصصة متاحة
نقدم لكم منتجاتنا من أنظمة القياس بالقصور الذاتي بالألياف الضوئية
أفضل أنواع الضباب لدينا

- الملاحة بالقصور الذاتي بمساعدة نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)
- خوارزمية مرشح كالمان المحسّنة
- دقة الدوران والانحراف: 0.01 درجة (RMS) (هوائي مزدوج ثابت، خط أساس 2 متر)
- دقة تحديد الاتجاه: 0.05 درجة (RMS)
- استقرار انحياز الجيروسكوب: ≤0.15 درجة/ساعة (1σ، متوسط سلس لمدة 10 ثوانٍ)

- الملاحة بالقصور الذاتي بمساعدة نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)
- خوارزمية مرشح كالمان المحسّنة
- دقة الدوران والميل: 0.005 درجة (RMS) (هوائي مزدوج ثابت، خط أساس 2 متر)
- دقة تحديد الاتجاه: 0.02 درجة (RMS)
- استقرار انحياز الجيروسكوب: ≤0.02 درجة/ساعة (1σ، متوسط التنعيم 10 ثوانٍ)

- الملاحة بالقصور الذاتي بمساعدة نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)
- خوارزمية مرشح كالمان المحسّنة
- دقة الدوران والميل: 0.005 درجة (RMS) (هوائي مزدوج ثابت، خط أساس 2 متر)
- دقة تحديد الاتجاه: 0.015 درجة (RMS)
- استقرار انحياز الجيروسكوب: ≤0.006 درجة/ساعة (1σ، متوسط التنعيم 10 ثوانٍ)
احصل على حلك المخصص الآن
يستحق مشروعك حلاً مصمماً خصيصاً وفقاً لمواصفاتك الدقيقة. ولضمان تقديم أفضل نظام ملاحة بالقصور الذاتي (INS) يلبي احتياجاتك، ندعوك لمشاركة المعايير المحددة ومتطلبات الأداء لتطبيقاتك. سواءً كانت الدقة أو الاستقرار أو قيود الحجم، فإن فريقنا على أتم الاستعداد لمساعدتك في إيجاد الحل الأمثل.
جدول المحتويات

قم بتنزيل هذه الصفحة بصيغة PDF
لتوفير وقتك، قمنا أيضًا بإعداد نسخة PDF تحتوي على جميع محتويات هذه الصفحة، ما عليك سوى ترك بريدك الإلكتروني وستحصل على رابط التنزيل على الفور.

تقديم نظام الملاحة بالقصور الذاتي
ما هو نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS)؟
نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) هو نظام دقيق يحسب موقع الجسم واتجاهه وسرعته باستخدام مقاييس التسارع والجيروسكوبات. وعلى عكس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يعمل نظام الملاحة بالقصور الذاتي بشكل مستقل عن الإشارات الخارجية، مما يجعله ضروريًا للملاحة في المناطق التي يكون فيها نظام تحديد المواقع العالمي غير موثوق أو غير متوفر، مثل تحت الماء أو في الفضاء.
يستخدم نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) الجيروسكوبات لتتبع الدوران ومقاييس التسارع لقياس الحركة الخطية. ومن خلال المعالجة المستمرة لهذه البيانات، يحدد النظام بدقة الموقع والاتجاه الحاليين للجسم عبر الملاحة التقديرية.
يُعد نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) أمراً بالغ الأهمية للملاحة عالية الدقة في أنظمة الفضاء والدفاع والبحرية والأنظمة المستقلة، مما يضمن أداءً موثوقاً حتى في البيئات الأكثر تحدياً.
الميزات الرئيسية لأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي من Guidenav
الميزات الرئيسية لنظام الملاحة بالقصور الذاتي
الملاحة الذاتية
ميزة
يعمل نظام الملاحة بالقصور الذاتي بشكل مستقل دون الاعتماد على إشارات خارجية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مما يوفر ملاحة دقيقة حتى في البيئات التي تفتقر إلى الإشارات.
ميزة
يضمن استمرار القدرة على الملاحة في السيناريوهات التي يكون فيها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير متاح أو معطل، مثل تحت الأرض أو تحت الماء أو في مناطق القتال.
دقة عالية وانحراف منخفض
ميزة
توفر أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي دقة عالية للغاية، لا سيما مع الأنظمة التي تستخدم الجيروسكوبات الليفية البصرية، والتي تتميز بانخفاض الانحراف والاستقرار على المدى الطويل.
ميزة
يحافظ على الدقة لفترات طويلة، وهو أمر ضروري للتطبيقات عالية الدقة مثل الطيران والفضاء والملاحة البحرية وتوجيه الصواريخ العسكرية.
الاستجابة السريعة والأداء في الوقت الفعلي
ميزة
يوفر نظام الملاحة بالقصور الذاتي استجابات سريعة للتغيرات الديناميكية، ويقدم بيانات في الوقت الفعلي عن الوضع والسرعة والموقع.
ميزة
يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية في البيئات عالية الديناميكية، مثل التحكم في طيران الطائرات بدون طيار وتشغيل الآلات الدقيقة، حيث تكون الدقة في الوقت الفعلي أمراً حيوياً.
المتانة والصلابة
ميزة
تم تصميم نظام الملاحة بالقصور الذاتي ليكون قويًا وقادرًا على تحمل الظروف البيئية القاسية، بما في ذلك درجات الحرارة القصوى والاهتزازات والصدمات.
ميزة
ضروري للمهام في الظروف القاسية، مثل العمليات العسكرية والتطبيقات الصناعية واستكشاف أعماق البحار، مما يضمن موثوقية النظام ومتانته.
الميزات الرئيسية لجيروسكوب MEMS الخاص بـ Guidenav
ما الفرق بين نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام الملاحة بالقصور الذاتي؟
الاعتماد على الإشارة
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
يعتمد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على إشارات الأقمار الصناعية لتوفير بيانات الموقع، مما يجعله فعالاً للغاية في البيئات الخارجية المفتوحة. مع ذلك، في البيئات التي تُحجب فيها الإشارات (مثل الأنفاق والغابات وتحت الأرض)، أو حيث يتم التشويش على الإشارات أو حجبها عمداً، قد يتعطل نظام تحديد المواقع العالمي أو قد تتدهور دقته بشكل كبير.
INS
يعمل النظام بشكل مستقل عن الإشارات الخارجية، موفراً معلومات الموقع والحركة استناداً إلى أجهزة استشعار داخلية. ويظل نظام الملاحة بالقصور الذاتي موثوقاً ليس فقط في البيئات التي لا تتوفر فيها إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (مثل تحت الماء، وتحت الأرض، والفضاء)، بل أيضاً عند التشويش على إشارات نظام تحديد المواقع العالمي أو حجبها عمداً، مما يوفر معلومات ملاحة مستمرة دون انقطاع.
الدقة والاستقرار
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
عندما تكون إشارات الأقمار الصناعية قوية وغير معاقة، يوفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تحديدًا دقيقًا للغاية للموقع المطلق. ومع ذلك، فهو عرضة لتداخل الإشارات أو التشويش أو تأثيرات تعدد المسارات، مما يؤدي إلى تقلبات محتملة في الدقة.
INS
يوفر دقة عالية جدًا ومعلومات موقف مستقرة خلال فترات قصيرة. يعد نظام INS ضروريًا للحفاظ على التنقل الدقيق عندما تكون إشارات GPS غير متاحة أو غير موثوقة.
سيناريوهات الاستخدام
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
مثالي للتطبيقات التي تتطلب تحديد الموقع بدقة مطلقة، مثل أنظمة الملاحة في السيارات، وخدمات تحديد المواقع في الهواتف الذكية، والأنشطة الخارجية. ويُستخدم على نطاق واسع في مهام الملاحة في البيئات المفتوحة حيث تكون سلامة الإشارة مضمونة.
INS
يُعد نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) ضروريًا في الحالات التي تتطلب ملاحة متواصلة عندما يكون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير متاح أو غير موثوق أو محجوبًا بشكل فعلي، كما هو الحال في العمليات العسكرية والطائرات والغواصات والطائرات المسيّرة وتوجيه الصواريخ. يوفر نظام الملاحة بالقصور الذاتي معلومات مستمرة عن الحركة، مما يضمن الموثوقية في البيئات المعقدة أو ذات القيود.
الإعداد الأولي والمعايرة
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
يتطلب الأمر وقتاً لالتقاط إشارات الأقمار الصناعية (خاصةً عند بدء التشغيل البارد) قبل توفير تحديد دقيق للموقع الأولي. واعتماده على التقاط الإشارة يجعله عرضةً للتأخير في البيئات الصعبة.
INS
بمجرد تشغيل نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS)، فإنه يوفر بيانات الحركة والموقع فورًا دون الحاجة إلى استقبال إشارات خارجية. وهذا ما يجعله ذا قيمة بالغة في المواقف التي تُعد فيها السرعة والاستمرارية أمرين حاسمين، كما أن المعايرة الدورية تضمن دقته المستمرة.


جيروسكوب MEMS
ما الفرق بين وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) ونظام الملاحة بالقصور الذاتي؟
توفر وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) البيانات الأولية المتعلقة بالتسارع والسرعة الزاوية، وأحيانًا المجالات المغناطيسية، والتي تعكس حركة الجسم واتجاهه. ولتكوين نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS)، تُدمج وحدة القياس بالقصور الذاتي مع وحدة معالجة تُكامل هذه البيانات الأولية بمرور الوقت لحساب وتحديث موقع الجسم وسرعته واتجاهه باستمرار. باختصار، نظام الملاحة بالقصور الذاتي هو وحدة قياس بالقصور الذاتي مُضافًا إليها الخوارزميات اللازمة وقدرة المعالجة لتحويل بيانات مستشعرات وحدة القياس بالقصور الذاتي إلى حل ملاحة متكامل.
عند دمج وحدة قياس القصور الذاتي (IMU) في نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS)، يُستخدم النظام في تطبيقات متقدمة مثل الطائرات والغواصات والمركبات الفضائية والمركبات ذاتية القيادة، حيث تُعدّ الملاحة الدقيقة والمستمرة وتتبع الموقع في الوقت الفعلي أمراً بالغ الأهمية. يستفيد نظام الملاحة بالقصور الذاتي من بيانات وحدة قياس القصور الذاتي لتقديم حلول ملاحة شاملة في بيئات تتطلب دقة وموثوقية عاليتين.
دليل خطوة بخطوة لاختيار طراز نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) المناسب لتطبيقاتك المخصصة
كيفية اختيار طراز نظام الملاحة بالقصور الذاتي المناسب
الخطوة 1
تحديد التطبيق والمتطلبات
حدد التطبيق المحدد لنظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) وحدد المواصفات الرئيسية مثل الدقة المطلوبة ومعدل الانحراف ووقت الاستجابة.
إرشادات : التطبيقات عالية الدقة ومنخفضة الانحراف هي الأنسب لأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي FOG؛ أما التطبيقات متوسطة الدقة والحساسة للتكلفة فقد تفكر في أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي MEMS.
الخطوة الثانية
تقييم قيود الحجم والوزن
قم بتقييم متطلبات حجم ووزن النظام، لا سيما في الأجهزة ذات المساحة المحدودة أو المحمولة.
إرشادات : إذا كان الحجم والوزن عاملين حاسمين، فإن نظام MEMS INS هو الأفضل نظرًا لتصميمه المدمج وخفيف الوزن.
الخطوة 3
تحليل احتياجات استهلاك الطاقة
حدد متطلبات استهلاك الطاقة، وخاصة للتطبيقات التي تعمل بالبطاريات أو التطبيقات الحساسة للطاقة.
إرشادات : بالنسبة للتطبيقات منخفضة الطاقة، فإن MEMS INS هو الخيار المفضل؛ أما بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها استهلاك الطاقة أقل أهمية ولكن هناك حاجة إلى أداء عالٍ، فقد يكون FOG INS أكثر ملاءمة.
الخطوة الرابعة
مراعاة قيود الميزانية
قم بتقييم ميزانية المشروع فيما يتعلق باحتياجات الأداء الخاصة بـ INS واعتبارات التكلفة.
إرشادات : إذا كانت الميزانية محدودة وكان التطبيق واسع النطاق مطلوبًا، فإن نظام MEMS INS أكثر اقتصادية؛ أما بالنسبة للاحتياجات ذات الميزانية العالية والأداء العالي، فإن نظام FOG INS هو الخيار المفضل.
الخطوة 5
تقييم القدرة على التكيف مع البيئة
ضع في اعتبارك الظروف البيئية التي سيواجهها النظام (مثل تغيرات درجة الحرارة والاهتزازات).
إرشادات : يعمل نظام FOG INS بشكل أفضل في البيئات القاسية، بينما يكون نظام MEMS INS مناسبًا للظروف الأكثر شيوعًا.
الخطوة 6
التحقق من صحة واختبار نموذج نظام الملاحة بالقصور الذاتي المختار
بعد اختيار نوع نظام الملاحة بالقصور الذاتي، تحقق من اختيارك عن طريق اختبار النموذج المحدد في ظروف العالم الحقيقي أو عمليات المحاكاة.
إرشادات : تأكد من أن نظام الملاحة بالقصور الذاتي المختار يفي بجميع متطلبات الأداء والموثوقية والمتطلبات البيئية قبل النشر على نطاق واسع.
كيف يتم تصنيع نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS)؟
عملية تصنيع نظام الملاحة بالقصور الذاتي
01
الخطوة الأولى: تحليل المتطلبات وتصميم النظام
تحديد سيناريوهات التطبيق ومتطلبات الأداء لنظام الملاحة بالقصور الذاتي، وتحديد نوع المستشعر اللازم (مثل MEMS أو FOG)، وتصميم بنية النظام، بما في ذلك اختيار المستشعر ووحدة معالجة البيانات.
02
STPE 2: تطوير الأجهزة
تطوير وتصنيع أجهزة نظام الملاحة بالقصور الذاتي، بما في ذلك وحدات الاستشعار المختارة (MEMS أو FOG)، ووحدة معالجة البيانات، ونظام إدارة الطاقة، وواجهات الاتصال.
03
STPE 3: تطوير البرمجيات
تطوير البرمجيات الأساسية، بما في ذلك خوارزميات معالجة الإشارات، وتقنيات دمج البيانات، وحسابات الملاحة.
04
STPE 4: تكامل الأنظمة
قم بدمج الأجهزة والبرامج في نظام كامل، وقم بإجراء تصحيح الأخطاء الأولي، وقم بمعايرة النظام لضمان عمل جميع المكونات معًا بسلاسة.
05
الخطوة الخامسة: الاختبار والتحسين
إجراء معايرة النظام واختبارات بيئية للتحقق من استقراره ودقته في ظل ظروف مختلفة. تحسين أداء النظام بناءً على نتائج الاختبارات.

مقارنة الميزات
مقارنة بين تقنية MEMS وتقنية الألياف الضوئية:
أيهما أفضل؟
(FOG INS) : يُعدّ الأنسب للتطبيقات التي تتطلب دقة فائقة، واستقرارًا طويل الأمد، ومتانة عالية، كما هو الحال في مجالات الطيران والفضاء، والدفاع، والملاحة البحرية. ورغم أنه أكبر حجمًا وأثقل وزنًا وأكثر تكلفة، إلا أن نظام FOG INS يوفر دقة وموثوقية لا مثيل لهما.
الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS INS) : مثالية للتطبيقات التي تُعدّ فيها عوامل الحجم والوزن واستهلاك الطاقة والتكلفة بالغة الأهمية، كما هو الحال في الإلكترونيات الاستهلاكية والطائرات المسيّرة وأنظمة السيارات وبعض التطبيقات العسكرية. ورغم أن دقة واستقرار أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي الكهروميكانيكية الدقيقة قد لا تُضاهي أنظمة الملاحة بالألياف الضوئية (FOG)، إلا أن التطورات التكنولوجية قد حسّنت أداءها بشكل ملحوظ، مما يجعلها خيارًا متعدد الاستخدامات واقتصاديًا لمجموعة واسعة من التطبيقات.
| ميزة | ضباب | MEMS INS |
|---|---|---|
| نوع المستشعر | الجيروسكوبات الليفية البصرية (FOG) | الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) |
| دقة | دقة عالية للغاية، خاصة لتحقيق الاستقرار على المدى الطويل | يختلف الأمر اختلافًا كبيرًا؛ إذ يمكن لبعض أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي MEMS المتطورة أن تحقق دقة متوسطة المستوى في نطاق FOG |
| معدل الانجراف | معدل انحراف منخفض للغاية، مما يجعله مثاليًا للمهام طويلة الأمد | معدل انجراف أعلى مقارنةً بتقنية FOG، ولكنه يتحسن مع التكنولوجيا |
| الحجم والوزن | أكبر حجماً وأثقل وزناً بسبب طبيعة الألياف البصرية | صغير الحجم وخفيف الوزن، مثالي للتطبيقات المحمولة والضيقة المساحة |
| استهلاك الطاقة | استهلاك طاقة أعلى بشكل عام | استهلاك أقل للطاقة، مناسب للأجهزة التي تعمل بالبطارية |
| يكلف | ارتفاع التكلفة بسبب تعقيد عملية التصنيع والمواد | تكلفة أقل، وأكثر اقتصادية للتطبيقات واسعة النطاق |
| المتانة البيئية | مقاومة عالية لتغيرات درجات الحرارة والصدمات والاهتزازات | أقل متانة من الدهون والزيوت والشحوم، لكنها تتحسن مع التصاميم والتغليف المتقدمين |
| زمن الاستجابة | استجابة سريعة، مناسبة للتطبيقات عالية الدقة | استجابة سريعة، لكن الدقة قد تختلف باختلاف التطبيق |
| التطبيقات | تُستخدم في مجالات الطيران والفضاء، والملاحة البحرية، والدفاع، وغيرها من المجالات التي تتطلب دقة عالية | يستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات والطائرات بدون طيار وبعض التطبيقات العسكرية |
| طول العمر والموثوقية | موثوقية فائقة على المدى الطويل، مثالية للأنظمة الحيوية | بشكل عام، تكون أقل متانة على المدى الطويل، ولكنها كافية للعديد من التطبيقات |
مزايانا
لماذا تختار جايدناف؟
موثوق به من قبل اللاعبين الرئيسيين
تحظى منتجاتنا المتطورة للملاحة بالقصور الذاتي بثقة كبرى المؤسسات في قطاعات الطيران والدفاع والتجارة والصناعة في أكثر من 25 دولة. إن سمعتنا المتميزة في الموثوقية والدقة هي ما يميزنا.
أداء متميز
تتميز منتجاتنا بأداء فائق مع ثبات ممتاز في الانحياز. صُممت هذه المنتجات لتلبية متطلبات التطبيقات الأكثر تطلبًا، مما يضمن دقة التوجيه والتحكم.
أثبتت فعاليتها في البيئات القاسية
صُممت حلولنا لتحمل الظروف القاسية، مما يوفر أداءً ثابتًا في البيئات الصعبة. تتراوح درجة حرارة التشغيل النموذجية لأجهزة استشعار وأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي لدينا بين -40 درجة مئوية و+60 درجة مئوية
أداء ممتاز في ظل الاهتزازات
تتفوق تقنيتنا في بيئات الاهتزاز العالي، مما يضمن الدقة والاستقرار حتى في أصعب بيئات التشغيل.
نظام التوصيل والتشغيل
تم تصميم أنظمتنا لسهولة التكامل، حيث تقدم حلولاً جاهزة للاستخدام تعمل على تبسيط عملية التثبيت وتقليل وقت الإعداد، مما يسمح لك بالتركيز على مهمتك.
خالٍ من قيود الاتجار الدولي بالأسلحة
منتجاتنا خالية من قيود لوائح الاتجار الدولي بالأسلحة (ITAR)، مما يمنحك ميزة إجراء معاملات دولية أسهل وتقليل العقبات التنظيمية. اختر GuideNav لعمليات عالمية سلسة.
مصنعنا - شاهد بنفسك لتصدق

لماذا تختارنا؟
حلول شاملة لجميع احتياجاتك في مجال الملاحة
تغطية من الدرجة التجارية
استقرار الانحياز: >0.2 درجة/ساعة
الحل: جيروسكوب/وحدة قياس القصور الذاتي/نظام الملاحة بالقصور الذاتي قائم على MEMS
التطبيقات: الملاحة في السيارات، والمركبات الجوية بدون طيار، والنقل، والروبوتات، إلخ.
تغطية من الدرجة التكتيكية
استقرار الانحياز: 0.05 درجة/ساعة - 0.2 درجة/ساعة
الحل: الجيروسكوب/وحدة القياس بالقصور الذاتي/نظام الملاحة بالقصور الذاتي القائم على الألياف الضوئية وأنظمة MEMS
التطبيقات: عمليات المركبات المدرعة، المدفعية المضادة للطائرات، الاستهداف الدقيق، إلخ.
تغطية مستوى الملاحة
استقرار الانحياز: ≤0.05 درجة/ساعة.
الحل: ألياف بصرية وليزر حلقي.
تطبيقات الجيروسكوب/وحدة القياس بالقصور الذاتي/نظام الملاحة بالقصور الذاتي: التوجيه متوسط المدى وبعيد المدى، والطيران العسكري، والأقمار الصناعية.




الأسئلة الشائعة
إجابات على أسئلتكم
يستخدم نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) أجهزة استشعار بالقصور الذاتي لقياس التغيرات في الحركة، مما يساعد في تحديد سرعة واتجاه وموقع الجسم.
تتكون وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU)، وهي أحد مكونات نظام الملاحة بالقصور الذاتي، من أجهزة استشعار مثل مقاييس التسارع، والجيروسكوبات، وأحيانًا مقاييس المغناطيسية.
مزيد من التفاصيل:
- مقاييس التسارع تسارع الجسم، وتتتبع سرعته المتغيرة.
- الجيروسكوبات التغيرات في السرعة الزاوية.
- أجهزة قياس المغناطيسية قوة واتجاه المجال المغناطيسي للأرض، وتحدد الاتجاه بالنسبة للشمال المغناطيسي. ويقوم النظام بتصحيح الفرق بين الشمال الحقيقي والشمال المغناطيسي. مع ذلك، قد تؤثر مصادر التداخل المغناطيسي على دقة جهاز قياس المغناطيسية في معظم المركبات.
لكل من هذه المستشعرات حدودها، لكنها تعمل بشكل أفضل عند دمجها. ومن خلال قياس هذه المستشعرات الثلاثة، يحسب نظام الملاحة بالقصور الذاتي المسافة المقطوعة والاتجاه.
يقيس نظام الملاحة بالقصور الذاتي ما يلي:
- يقذف
- لفافة
- عنوان
يشتمل نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) أيضًا على مستقبل نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، مما يضيف مستشعرًا آخر. يوفر هذا تحديدًا مطلقًا للموقع بدلًا من تحديده النسبي. في حين أن نظام الملاحة بالقصور الذاتي وحده قادر على تحديد الموقع بالنسبة إلى الإطار المرجعي بالقصور الذاتي، فإن دمجه مع نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية يوفر تحديدًا دقيقًا للموقع العالمي.
نظام الملاحة بالقصور الذاتي مكتفٍ ذاتيًا ولا يحتاج إلى إشارات الأقمار الصناعية أو محطات القاعدة لتحديد الموقع.
يعتمد نظام تحديد المواقع العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) على معلومات الأقمار الصناعية لتحديد المواقع. ويُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات المدنية والتجارية والعسكرية، على الرغم من إمكانية تأثره بالظروف الجوية وتعدد مسارات الإشارة. كما يمكن أن تتعرض إشارات GNSS للتشويش بسبب الأنفاق أو للتدخل المتعمد من خلال التشويش والتزييف، لا سيما في السياقات العسكرية.
عند استخدام هذين النظامين معًا، فإنهما يوفران تحديد المواقع بدقة عالية، حيث يحافظ نظام الملاحة بالقصور الذاتي على الدقة في البيئات التي لا تتوفر فيها إشارات نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، مما يعزز بيانات الملاحة عبر نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS).
يتضمن نظام الملاحة بالقصور الذاتي وحدة قياس بالقصور الذاتي ووحدة حسابية. انطلاقاً من موقع واتجاه معروفين (الإطار المرجعي بالقصور الذاتي)، تتعقب وحدة القياس بالقصور الذاتي التغيرات في السرعة والدوران، وترسل البيانات الأولية إلى الوحدة الحسابية لنظام الملاحة بالقصور الذاتي، والتي بدورها تحدد بدقة الموقع والاتجاه الجديدين.
توفر أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي بيانات الموقع بشكل موثوق. وهي تتراوح من أنظمة MEMS (الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة) خفيفة الوزن إلى الجيروسكوبات الضوئية الليفية الديناميكية (FOG)، والجيروسكوبات الضوئية الليفية الرقمية المتقدمة (DFOG).
يُعدّ نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) مفيدًا للغاية في البيئات التي لا يتوفر فيها نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS). إذ قد يتعرض نظام GNSS للتشويش في الأنفاق أو تحت الماء، كما قد يتأثر بتداخل الإشارات أو العوامل الجوية. ورغم أن هذه المشكلة طفيفة بالنسبة للملاحة عبر الهاتف، إلا أن تحديد الموقع بدقة أمر بالغ الأهمية في عمليات المسح الجوي والتطبيقات الدفاعية.
يُعدّ دمج نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) مع نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) أكثر موثوقية، إذ يُقلّل نظام الملاحة بالقصور الذاتي من الأخطاء التي قد يواجهها نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية وحده. كما يمكن لنظام الملاحة بالقصور الذاتي العمل بكفاءة دون الحاجة إلى اتصال بمحطة أساسية، مما يجعله مناسبًا في الحالات التي يكون فيها نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية غير دقيق أو غير متوفر.
توفر أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي المختلفة مستويات متفاوتة من الدقة.
تتميز أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي المتطورة التي تستخدم جيروسكوبات الألياف الضوئية بدقة تصل إلى سنتيمترات، مما يجعلها مناسبة لاستكشاف الفضاء، والمركبات الآلية تحت الماء، والتطبيقات الدفاعية. وعلى عكس أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية، فإن أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي محصنة ضد التشويش والتزييف لأنها لا تعتمد على مراجع خارجية كالأقمار الصناعية أو محطات البث. كما تقدم شركة GuideNav أنظمة ملاحة بالقصور الذاتي اقتصادية تعتمد على تقنية الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) للتطبيقات ذات متطلبات الدقة المنخفضة.
تضمن معايرة نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) دقة واتساق نتائج خرج المستشعر ضمن ظروف التشغيل المحددة. تتضمن المعايرة مقارنة مخرجات نظام الملاحة بالقصور الذاتي بالمعلومات المرجعية وتعديل معاملات الكفاءة لتتوافق مع كليهما.
قد تختلف مخرجات نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) بسبب عدة عوامل، مثل:
- درجة الحرارة – تؤثر على مخرجات نظام الملاحة بالقصور الذاتي عبر نطاق واسع من درجات الحرارة.
- مصادر الخطأ المنهجي من أجهزة قياس التسارع وأجهزة الجيروسكوب، بما في ذلك:
- تحيز المستشعر
- عامل مقياس خرج المستشعر
- حساسية المستشعر للمحور العرضي
- عدم محاذاة محور المستشعر
- حساسية جيروسكوب MEMS G
- المجال المغناطيسي - قد تتأثر وحدات الملاحة بالقصور الذاتي المزودة بمقاييس مغناطيسية لتحديد الاتجاه بتغيرات المجال المغناطيسي (مثل الأجسام الحديدية أو المغناطيسات التي تُسبب تداخلًا ثابتًا). عادةً ما تتم معايرة هذا الخطأ بعد تثبيت وحدة الملاحة بالقصور الذاتي في موضعها النهائي على المركبة لمراعاة مصادر التداخل المغناطيسي الثابت. جميع منتجات GuideNav مزودة ببرنامج معايرة مغناطيسية مدمج لمعالجة هذه المشكلة.
تتضمن معايرة نظام الملاحة بالقصور الذاتي معدات مثل غرف قياس درجة الحرارة، وطاولات التسوية، وجداول المعدلات، ومحاور الدوران. تخضع جميع منتجات GuideNav للمعايرة والاختبار، وتتوافق مع معايير الصناعة ذات الصلة قبل الشحن.
تنقسم مستشعرات نظام الملاحة بالقصور الذاتي إلى خمس فئات أداء ، تعتمد بشكل أساسي على أداء الجيروسكوب.
على الرغم من أن أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS) تستخدم أيضًا مقاييس التسارع والمغناطيسية، إلا أن تكلفة الجيروسكوب مقابل أدائه هي التي تحدد مستوى الأداء بشكل أساسي. يتراوح أداء أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي القائمة على تقنية الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) من المستوى الاستهلاكي إلى المستوى التكتيكي، ولكن التطورات في تقنيات MEMS ودمج البيانات دفعت أداء هذه الأنظمة نحو المستوى التكتيكي عالي الأداء.
مستوى الأداء: استهلاكي
- استقرار انحراف الجيروسكوب: أكثر من 20 درجة/ساعة
- التكلفة: $
- أمثلة على التطبيقات: كشف الحركة
- تقنية الاستشعار: الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)
مستوى الأداء: صناعي/تكتيكي
- استقرار انحراف الجيروسكوب: 5 – 20 درجة/ساعة
- التكلفة: $$
- أمثلة على التطبيقات: الروبوتات
- تقنية الاستشعار: تعتمد على الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)
مستوى الأداء: تكتيكي عالي الجودة
- استقرار انحراف الجيروسكوب: 0.1 – 5 درجة/ساعة
- التكلفة: $$$
- أمثلة على التطبيقات: الأنظمة المستقلة
- تقنية الاستشعار: MEMS / FOG (جيروسكوب الألياف الضوئية) / RLG (جيروسكوب الليزر الحلقي)
مستوى الأداء: الملاحة
- استقرار انحراف الجيروسكوب: 0.01 – 0.1 درجة/ساعة
- التكلفة: $$$$
- أمثلة على التطبيقات: الملاحة الجوية
- تقنية الاستشعار: الضباب/الضوء الأحمر
مستوى الأداء: استراتيجي
- استقرار انحراف الجيروسكوب: 0.0001 – 0.01 درجة/ساعة
- التكلفة: $$$$$
- تقنية الاستشعار: الضباب/الضوء الأحمر
