في أنظمة الطيران والدفاع والملاحة الصناعية ، تعد جيروسكوب الألياف البصرية (الضباب) مكونًا أساسيًا لاستشعار معدل دقيق-خاصة في البيئات المنقولة عن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو لتثبيت النظام الأساسي. من بين النماذج المعروفة في هذا المجال ، يتم الرجوع إلى EMCORE DSP-3000 بشكل متكرر لأدائه التكتيكي وتاريخ النشر الطويل.
كشخص يعمل على نطاق واسع في منصات التنقل بالقصور الذاتي ومستشعرات ، صادفت DSP-3000 في العديد من التقييمات الفنية. إنه منتج يستحق اهتمامًا وثيقًا - سواء لقدراته وكيفية تأثيره على اختيار الضباب في التطبيقات المهمة.
سوف أسير في نقاط القوة التقنية لـ DSP-3000 ، وأدرس أين يتم استخدامه بشكل شائع ، وفي وقت لاحق في المناقشة ، قارنها ببعض الحلول الأحدث التي تدخل السوق. إذا كنت تفكر في ضباب أحادي المحور لمشروعك التالي ، فيجب أن يساعد هذا الانهيار في توضيح ما يمكن توقعه-وما الذي يجب البحث عنه.
جدول المحتويات
DSP-3000 انهيار تقني: ما تقوله المواصفات
EMCORE DSP-3000 عبارة عن جيروسكوب من الألياف البصرية ذات المحور أحادي المحور تم تصميمه لاستشعار الجودة التكتيكية. إنه يشتمل على إلكترونيات معالجة الإشارات الرقمية الحاصلة على براءة اختراع (DSP) لتوفير السلوك الحراري المحسّن ، وتكرار بدء التشغيل ، وأداء الضوضاء المنخفضة.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على المواصفات الرئيسية التي تحدد أدائها:
| المعلمة | مواصفة |
|---|---|
| معدل الإدخال | ± 375 درجة/ثانية |
| عدم الاستقرار التحيز | ≤1 °/ساعة (1σ) |
| زاوية المشي العشوائي (ARW) | ≤0.067 °/√Hr |
| عامل النطاق غير الخطي | ≤500 جزء في المليون |
| التحيز مقابل درجة الحرارة | ≤3 °/ساعة (1 درجة مئوية/منحدر) |
| النطاق الترددي | 44 هرتز أو 440 هرتز (رقمي) |
| وقت بدء التشغيل | ≤5 ثانية |
| درجة حرارة التشغيل | -40 درجة مئوية إلى +75 درجة مئوية |
| الصدمة / الاهتزاز | 40 جم / 8 جم رموز |
| استهلاك الطاقة | 1.25 W نموذجي |
| مقاس | 88.9 × 58.4 × 33 مم |
| وزن | 0.27 كجم |
من وجهة نظر هندسية ، فإن المزايا الرئيسية لـ DSP-3000 هي الدائرة البصرية لجميع الألياف ، وخيارات الواجهة المرنة ، والإخراج المستقر تحت الضغوطات البيئية الواسعة.
حالات الاستخدام الشائعة لـ DSP-3000
نظرًا لاستقرارها ، ومرونة الإخراج الرقمي ، والتصميم الوعرة ، تم اعتماد DSP-3000 في مجموعة واسعة من أدوار الاستشعار بالقصور الذاتي-وخاصة عندما يكون قياس معدل المحور الواحد أمرًا بالغ الأهمية. تتضمن مجالات التطبيق الشائعة:
1. هوائي وصياغة التثبيت
في المنصات المحمولة جواً أو البحرية ، تتطلب الهوائيات الاتجاهية والأنظمة البصرية بعيدة المدى مدخلات دقيقة منخفضة الضوضاء للحفاظ على دقة الإشارة. يجعل النطاق الترددي DSP-3000 و ARW المنخفض مناسبة لحلقات التثبيت gimbal وعناصر التحكم المؤازرة.
2. التحكم في نظام البرج والسلاح
على المركبات الأرضية المدرعة والأبراج المتنقلة ، غالبًا ما يتم استخدام DSP-3000 لتحقيق الاستقرار أو المساعدة في أنظمة التحكم في الحرائق. تسمح مقاومة الصدمة (40 غرام ، 10 مللي ثانية) ونطاق درجة الحرارة التشغيلية للنشر في البيئات القاسية.
3. تكامل GPS/INS
عندما يتم دمجها في نظام الملاحة بالقصور الذاتي ، يساعد DSP-3000 على سد المتسربين في GNSS-خاصةً في ظروف الحضرية أو ظروف ساحة المعركة. تعتبر الانجراف المنخفض للانجراف وتكرار بدء التشغيل مفيدًا لمهام التنقل في منتصف الصف.
4. الملاحة غير المأهولة بالسيارات
في الطائرات بدون طيار ، تستخدم USVs ، و UGVs ، يتم استخدام الضباب المدمج مثل DSP-3000 للتثبيت على الموقف أو العنوان ، لا سيما على الحمولة المستقرة ذات المحور الواحد أو بنية INS-Lite.
5. السيطرة على أنظمة EO/IR
تم العثور على DSP-3000 عادة في أبراج EO/IR المحمولة جواً ، مما يوفر بيانات معدل زاوي دقيقة لتثبيت الصور وتتبع الكائنات وأنظمة الاستهداف.
في كل هذه السيناريوهات ، فإن الحاجة الأساسية هي نفسها: قياس معدل زاوي موثوق وموثوق مع الحد الأدنى من الانجراف الحراري والمرونة البيئية العالية. هذا هو المكان الذي تستمر فيه DSP-3000 في الحفاظ على أهمية-حتى بعد سنوات عديدة في السوق.
لماذا ننظر إلى ما وراء DSP-3000؟
على الرغم من أن DSP-3000 لا يزال يتم استخدامه عبر العديد من البرامج ، تجدر الإشارة إلى أن المتطلبات حول الحجم والوزن والطاقة والواجهة قد تطورت في السنوات الأخيرة.
المنصات الحديثة-وخاصة الطائرات بدون طيار ، حمولات متعددة المستشعرات ، والأنظمة المحمولة للإنسان-تطلب الآن تكاملًا أكثر إحكاما ، وأوقات التمهيد الأسرع ، وسحب الطاقة المنخفضة ، كل ذلك دون المساومة على الدقة التكتيكية.
أثار هذا التحول في الأولويات على مستوى النظام سؤالًا مهمًا بالنسبة لنا:
هل من الممكن تحقيق أداء استشعار قابلة للمقارنة مع DSP-3000 ، ولكن في تصميم أصغر وأكثر كفاءة وصديق للتكامل؟
هذه هي الفكرة وراء Guidenav GSF30- جيررو الألياف البصرية الحديثة ذات المحور الواحد الذي قمنا بتطويره خصيصًا لتلبية هذه الاحتياجات المتطورة.
من DSP-3000 إلى GSF30: التطور نحو ضباب أكثر كفاءة
Guidenav GSF30 لمواجهة تحديات منصات الجيل التالي. إنه يوفر أداءً تكتيكياً مع وجود بصمة أصغر بشكل كبير ، واستهلاك الطاقة أقل ، وتكامل أسرع.
المزايا الرئيسية لـ GSF30:
- الحجم المدمج : 52 × 46 × 24 مم ، يناسب حمولات المبادلة الناقدة
- الطاقة المنخفضة : <0.5 واط نموذجي ، مثالي للأنظمة التي تعمل بالطاقة البطارية
- ARW & Bias : مماثلة للضباب التكتيكي المتوسط من الدرجة
- بدء التشغيل السريع : <3 ثوانٍ
- إخراج UART/RS422 الرقمي ، جاهز للتكامل للحافلات الحديثة
من الطائرات بدون طيار إلى البصريات المستقرة ، تم تصميم Guidenav GSF30 لتلبية نفس مهمة الضباب القديم - ولكن مع كفاءة المنصات الحديثة تتطلب الآن.
مقارنة جنبًا إلى جنب: DSP-3000 مقابل GSF30
لتقييم ما إذا كان GSF30 يمكن أن يكون بمثابة بديل حقيقي لـ DSP-3000 ، من المهم وضعها جنبًا إلى جنب-SPEC للمواصفات. في حين أن كلاهما ضباب محور واحد من الدرجة التكتيكية ، إلا أنهما يمثلان جيلين مختلفين من فلسفة التصميم.
فيما يلي مقارنة مباشرة عبر معلمات الأداء والتكامل الأكثر صلة:
| المعلمة | Emcore DSP-3000 | Guidenav GSF30 |
|---|---|---|
| عدم الاستقرار التحيز | ≤1 °/ساعة (1σ) | ≤1 °/ساعة (نموذجية) |
| زاوية المشي العشوائي (ARW) | ≤0.067 °/√Hr | ≤0.06 °/√Hr |
| معدل الإدخال | ± 375 درجة/ثانية | ± 400 درجة/ثانية |
| النطاق الترددي | 44 /440 هرتز | ما يصل إلى 500 هرتز |
| وقت بدء التشغيل | ≤5 ثانية | <3 ثانية |
| استهلاك الطاقة | 1.25 W نموذجي | <0.5 W نموذجي |
| مقاس | 88.9 × 58.4 × 33 مم | 52 × 46 × 24 مم |
| وزن | 0.27 كجم | 0.12 كجم |
| درجة حرارة التشغيل | -40 درجة مئوية إلى +75 درجة مئوية | -40 درجة مئوية إلى +75 درجة مئوية |
| الصدمة / الاهتزاز | 40 جم / 8 جم رموز | 30 جم / 6 جم RMS (MIL-STD-810) |
| واجهة الإخراج | RS-232 ASYNC/SYNC ، التناظرية | الرقمية UART / RS422 |
تعليق خبير
الأداء : يقدم كلا المستشعرين أداءًا أساسيًا مماثلًا من حيث استقرار التحيز و ARW. يتفوق GSF30 قليلاً على ARW في الاختبارات المعملية ويدعم معدل إدخال أعلى.
ميزة المبادلة : يتمتع GSF30 بتقديم تقدم واضح في الحجم والوزن والطاقة (المبادلة). يزيد عن 50 ٪ أخف وزنا ، حوالي 60 ٪ من الحجم ، ويستهلك أقل من نصف الطاقة. هذا أمر بالغ الأهمية للطائرات بدون طيار ، وحدات محمولة ، وحمولة صغيرة.
بدء التشغيل والاستجابة : أحذية GSF30 بشكل أسرع (<3 ثانية) ، مما يتيح استجابة أفضل في الأنظمة التي تحتاج إلى استعداد فوري (على سبيل المثال ، أنظمة ISR ، المنصات المنبثقة).
التكامل : بينما يدعم DSP-3000 الإخراج التناظري ، والذي يساعد في التوافق القديم ، فإن GSF30 يفضل البروتوكولات الرقمية الحديثة وتنسيقات الإخراج القابلة للتخصيص (على سبيل المثال ، UART ، RS422) ، والتي تفضل بشكل متزايد في الأنظمة المضمنة.
المتانة البيئية : يقدم كلا المستشعرات درجات حرارة تشغيل واسعة. يحمل DSP-3000 ميزة في التحمل الصدمة ، في حين تم التحقق من صحة GSF30 لظروف الاهتزاز/الصدمة MIL-STD-810 للمنصات التكتيكية.
اختيار الضباب المناسب للأنظمة الحديثة
اكتسبت EMCORE DSP-3000 مكانها كضباب موثوق به ومحور واحد موثوق به للتطبيقات التكتيكية. يتحدث نشرها على المدى الطويل عبر المنصات الدفاعية والصناعية عن متانتها ودقتها.
ومع ذلك ، مع تطور قيود النظام الأساسي وتصبح المبادلة سائقًا للتصميم بشكل متزايد ، فإن بدائل أحدث مثل Guidenav GSF30 تعيد تشكيل ما هو ممكن. من خلال الأداء المماثل ، بصمة أصغر بكثير ، استهلاك الطاقة المنخفضة ، والواجهات الرقمية الحديثة ، يوفر GSF30 حلاً مقنعًا - خاصةً للأنظمة غير المأهولة ، والحمولة المصغرة ، والمنصات المحمولة.
إذا كنت تقوم ببناء نظام يتطلب استشعارًا في المعدل التكتيكي دون السحب بالجملة والقوة من الضباب القديم ، فإن Guidenav GSF30 يستحق النظر فيه.
