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 - يسير شعاعان ليزريان في اتجاهين متعاكسين داخل تجويف بصري مغلق مثلث الشكل أو مربع الشكل.
تأثير ساغناك - عندما يدور النظام، يتغير طول المسار الفعال لأشعة الليزر، مما يتسبب في إزاحة طورية بسبب تأثير ساغناك.
قياس نمط التداخل - يؤدي اختلاف الطور بين شعاعي الليزر إلى إنشاء نمط تداخل، والذي يتم اكتشافه وتحويله إلى بيانات السرعة الزاوية.
تكامل نظام الملاحة بالقصور الذاتي - يتم دمج السرعة الزاوية المقاسة بمرور الوقت لتحديد الاتجاه والموقع في البيئات التي لا تتوفر فيها إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
تطبيقات RLG في INS
✔ الفضاء والطيران – يستخدم في أنظمة الملاحة الجوية الدقيق في وضعية الطائرة واستقرار الطيران.
✔ الملاحة البحرية والغواصات – أمر بالغ الأهمية للغواصات والسفن البحرية التي تعمل بدون نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS).
✔ المجال العسكري والدفاعي – يستخدم في توجيه الصواريخ والدبابات والسفن الحربية البحرية حيث تكون الملاحة القوية والدقيقة مطلوبة.
✔ المركبات الفضائية والأقمار الصناعية – يضمن تحديد المواقع والتحكم في الوضع بدقة في مهمات الفضاء السحيق.
مزايا RLG في INS
✔ دقة عالية وثبات – يوفر دقة استثنائية مع أدنى حد من الانحراف بمرور الوقت.
✔ لا توجد أجزاء متحركة - على عكس الجيروسكوبات الميكانيكية، فإن الجيروسكوبات الدوارة لا تتآكل وتتميز بمتانة عالية.
✔ مقاوم للقوى الخارجية - أقل تأثراً بالاهتزازات والصدمات وتغيرات درجة الحرارة مقارنة بالجيروسكوبات التقليدية.
تحديات RLG في INS
✔ تأثير القفل - عند معدلات الدوران المنخفضة جدًا، قد تتزامن أشعة الليزر، مما يتسبب في أخطاء في القياس (يتم التخفيف من ذلك باستخدام تقنيات التذبذب).
✔ تكلفة أعلى – أنظمة RLG أغلى ثمناً مقارنة بجيروسكوبات MEMS.
✔ الإلكترونيات المعقدة – تتطلب محاذاة بصرية دقيقة ومعالجة إشارة للحصول على نتائج دقيقة.
