جيروسكوب الليزر الحلقي (RLG) هو نوع من الجيروسكوبات يُستخدم في أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS) لقياس السرعة الزاوية بدقة عالية وثبات. بخلاف الجيروسكوبات الميكانيكية، يعمل جيروسكوب الليزر الحلقي باستخدام تداخل الليزر بدلاً من الأجزاء المتحركة، مما يجعله عالي الموثوقية والمتانة ومقاومة للاضطرابات الخارجية.
كيف يعمل RLG في INS؟
توليد شعاع الليزر – يسافر شعاعا الليزر في اتجاهين متعاكسين داخل تجويف بصري مغلق، مثلث أو مربع الشكل.
تأثير سانياك - عندما يدور النظام، يتغير طول المسار الفعال لأشعة الليزر، مما يتسبب في تحول الطور بسبب تأثير سانياك .
قياس نمط التداخل - يؤدي تحول الطور بين شعاعي الليزر إلى إنشاء نمط تداخل ، يتم اكتشافه وتحويله إلى بيانات السرعة الزاوية .
تكامل INS – يتم دمج السرعة الزاوية المقاسة بمرور الوقت لتحديد الاتجاه والموقع في البيئات التي لا تتوفر فيها خدمة GPS .
تطبيقات RLG في INS
✔ الفضاء والطيران – يستخدم في أنظمة ملاحة الطائرات الدقيق في الموقف واستقرار الرحلة .
✔ الملاحة البحرية والغواصات - أمر بالغ الأهمية للغواصات والسفن البحرية التي تعمل بدون نظام GNSS.
✔ العسكرية والدفاعية - تستخدم في توجيه الصواريخ والدبابات والسفن الحربية البحرية حيث تكون هناك حاجة إلى الملاحة القوية والدقيقة.
✔ المركبات الفضائية والأقمار الصناعية - تضمن تحديد المواقع بدقة والتحكم في الموقف في مهام الفضاء العميق .
مزايا RLG في INS
✔ دقة عالية واستقرار - يوفر دقة استثنائية مع الحد الأدنى من الانحراف بمرور الوقت.
✔ لا يوجد أجزاء متحركة - على عكس الجيروسكوبات الميكانيكية، فإن أجهزة RLG خالية من التآكل ومتينة للغاية .
✔ مقاومة للقوى الخارجية - تتأثر بشكل أقل بالاهتزازات والصدمات وتغيرات درجات الحرارة مقارنة بأجهزة الجيروسكوب التقليدية.
تحديات RLG في INS
✔ تأثير القفل - عند معدلات دوران منخفضة للغاية، قد تتزامن أشعة الليزر، مما يتسبب في حدوث أخطاء في القياس (يتم تخفيفها باستخدام تقنيات التمويه).
✔ تكلفة أعلى - أنظمة RLG أكثر تكلفة مقارنة بجيروسكوبات MEMS.
✔ إلكترونيات معقدة - تتطلب محاذاة بصرية دقيقة ومعالجة إشارة للحصول على نتائج دقيقة.
