في الملاحة الحديثة، سواءً على متن الدبابات القتالية أو الغواصات أو الطائرات بدون طيار، غالبًا ما ينشأ خلط بين أجهزة تحديد الشمال FOG وأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي FOG (INS) . يعتمد كلاهما على تقنية جيروسكوب الألياف الضوئية، إلا أنهما ليسا متماثلين. قد يؤدي سوء فهم الاختلافات بينهما إلى دفع مبالغ زائدة مقابل ميزات لا حاجة لها، أو الأسوأ من ذلك، عدم تحديد حل مناسب والمخاطرة بفشل المهمة. يُعد فهم هذا الاختلاف ضروريًا للمهندسين ومسؤولي المشتريات على حد سواء.
لا، جهاز تحديد الشمال FOG وجهاز FOG INS ليسا متطابقين. يوفر جهاز تحديد الشمال الاتجاه الصحيح باستخدام دوران الأرض، بينما يوفر جهاز FOG INS بيانات ملاحة كاملة - الموقع والسرعة والوضع - من خلال الجيروسكوبات ومقاييس التسارع وخوارزميات الملاحة.
يشترك كلا الجهازين في جيروسكوب الألياف الضوئية (FOG) كنواة استشعار. ومع ذلك، يختلف نطاق وظائفهما اختلافًا كبيرًا. أحدهما أداة توجيه متخصصة ، والآخر هيكل ملاحة متكامل . دعونا نستكشف أوجه التشابه بينهما.
جدول المحتويات
ما هو جهاز FOG North Finder؟
جهاز تحديد الشمال FOG ، المعروف أيضًا باسم جيروسكوب الألياف البصرية ، مصمم لتحديد اتجاه الشمال الحقيقي عن طريق قياس دوران الأرض باستخدام جيروسكوب الألياف البصرية. تكمن أهم مزاياه في كونه محصنًا ضد التداخل المغناطيسي ، مما يوفر مستوى من الموثوقية لا تضاهيه البوصلات المغناطيسية أو البوصلات المعتمدة على نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS).
- المخرجات الرئيسية : العنوان الحقيقي (أحيانًا الميل والدوران).
- نقاط القوة : الدقة العالية، والمحاذاة السريعة، والأداء المستقر في البيئات التي تكون فيها الإشارات المغناطيسية أو إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير موثوقة.
- التطبيقات : محاذاة المدفعية، وتوجيه الرادار، وتوجيه الهوائي، والمسح الجيوديسي.
في الأساس، يعد جهاز تحديد الشمال FOG مرجعًا موثوقًا للاتجاه — فهو مضغوط ودقيق ويمكن الاعتماد عليه في البيئات الصعبة.
ما هو FOG INS؟
نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) من FOG هو حل ملاحي متكامل يجمع بين جيروسكوبات الألياف البصرية ثلاثية المحاور ومقاييس التسارع ثلاثية المحاور وخوارزميات متقدمة. بخلاف جهاز تحديد الشمال، لا يقتصر دوره على تحديد الاتجاه فحسب، بل يحسب الموقع والسرعة والاتجاه (PVA) وبشكل آني.
- المخرجات الرئيسية : الموضع، والسرعة، والاتجاه، والارتفاع، والدوران.
- نقاط القوة : يعمل في الحركة الديناميكية، ويوفر الملاحة المستمرة دون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ويقاوم التشويش أو فقدان الإشارة.
- التطبيقات : الطائرات بدون طيار، والغواصات، والدبابات القتالية، والمركبات الفضائية حيث يعتمد نجاح المهمة على الملاحة دون انقطاع.
باختصار، يعد نظام FOG INS بمثابة العمود الفقري الكامل للملاحة — قوي ومستقل ولا غنى عنه للبيئات التي لا تتوفر فيها خدمة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
ما هو التشابه بينهما؟
على الرغم من أن جهاز FOG North Finder وجهاز FOG INS يخدمان أغراضًا مختلفة، إلا أنهما يشتركان في العديد من نقاط القوة الأساسية التي تفسر سبب الثقة في كليهما في المهام الحرجة:
المكونات الأساسية المشتركة
يعتمد كلا النظامين على نفس المستشعرات الأساسية - جيروسكوبات الألياف الضوئية للسرعة الزاوية، ومقاييس التسارع للحركة الخطية. يكمن الفرق في كمية البيانات التي يُعالجانها ويُخرجانها.
المناعة ضد الاضطرابات المغناطيسية
بخلاف البوصلات المغناطيسية أو مستشعرات الاتجاه القائمة على مقياس المغناطيسية، لا يتأثر كلا النظامين بالهياكل الفولاذية القريبة، أو المجالات الكهرومغناطيسية، أو الشذوذ المغناطيسي. هذا يجعلهما موثوقين في بيئات مثل القواعد العسكرية، والسفن الحربية، والوديان الحضرية حيث تفشل البوصلات التقليدية.
التشغيل في البيئات التي لا يتوفر فيها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
يوفر كلا الجهازين بيانات موثوقة للملاحة أو التوجيه دون الاعتماد على إشارات خارجية. وهذا يجعلهما ضروريين في مناطق الحرب الإلكترونية ، والعمليات تحت الأرض ، أو المهام تحت الماء حيث لا يصل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بسهولة.
اعتماد عسكري وصناعي مثبت
سواءً تم تركيبها على الدبابات، أو أنظمة المدفعية، أو الغواصات، أو معدات المسح ، فقد أثبتت أجهزة تحديد الشمال ووحدات INS ميدانيًا دقتها المتسقة في ظل الظروف القاسية. تصميمها المتين وتوافقها مع MIL-STD-810 والمعايير المماثلة يجعلها مناسبة لدرجات الحرارة القصوى والصدمات والاهتزازات.
باختصار، تم بناء كلا الجهازين اللذين يعتمدان على FOG على نفس أساس الجيروسكوب الدقيق ويتفوقان في البيئات التي تفشل فيها طرق الملاحة الأخرى - يكمن الاختلاف الرئيسي في مقدار ما يفعلونه بهذا الأساس.
ما هو الفرق بينهما؟
على الرغم من أن كلا الجهازين يعتمد على تقنية جيروسكوب الألياف البصرية، إلا أن جهاز FOG North Finder وجهاز FOG INS يختلفان بشكل كبير في النطاق والتعقيد والإنتاج.
| وجه | FOG North Finder | إضافات الضباب |
|---|---|---|
| الغرض الأساسي | يجد اتجاه الشمال الحقيقي | يوفر الملاحة الكاملة (PVA) |
| أجهزة الاستشعار | 1-3 جيروسكوبات | 3 جيروسكوبات + 3 مقاييس تسارع |
| المخرجات | الاتجاه، في بعض الأحيان الميل/التدحرج | الموضع، السرعة، الاتجاه، الملعب، التدحرج |
| التهيئة | يتطلب إعدادًا ثابتًا أو شبه ثابت | يعمل في الحركة الديناميكية |
| تعقيد | بسيطة وسهلة التشغيل | متقدم، يتطلب خوارزميات ومرشحات |
| يكلف | أدنى | أعلى |
| التطبيقات | محاذاة المدفعية، توجيه الرادار، المسح | الطائرات بدون طيار والغواصات والدبابات والطائرات |
لماذا هذه الاختلافات مهمة
يعد جهاز تحديد الشمال بديلاً متخصصًا للبوصلة : فهو أرخص وأسرع في النشر ومثالي عندما تحتاج فقط إلى بيانات الاتجاه.
على النقيض من ذلك، فإن نظام FOG INS نظام ملاحي متكامل : فهو يتطلب المزيد من أجهزة الاستشعار، وقوة المعالجة، والمعايرة، ولكنه يقدم مخرجات أكثر ثراءً وهو أمر لا غنى عنه للمهام طويلة الأمد المستقلة عن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
من حيث المشتريات، فإن الاختيار الخاطئ قد يعني دفع مبلغ أكبر بعشر مرات مقابل ميزات لا تحتاج إليها - أو شراء جهاز لا يفي بمتطلبات المهمة.
خلاصة الموضوع: إن جهاز تحديد الشمال يتعلق بالتوجيه ، في حين أن جهاز تحديد الشمال يتعلق بالملاحة .
لماذا هذا الارتباك؟
التمييز بين جهازي FOG North Finder و FOG INS واضحًا دائمًا للمهندسين أو المشترين أو حتى مُدمجي الأنظمة. نظرًا لاعتماد كلا الجهازين على جيروسكوبات الألياف الضوئية، وتداخل وظائفهما أحيانًا، يُخطئ الكثيرون في اعتبارهما نفس نوع معدات الملاحة. فيما يلي الأسباب الرئيسية لهذا الخلط المتكرر:
الوظائف المتداخلة
- غالبًا ما تتضمن وحدات INS وضع تحديد الشمال للمحاذاة.
- توفر بعض أجهزة تحديد الشمال ميلًا ودحرجة، مما يخلق وهمًا بوجود خط INS كامل.
مصطلحات مماثلة
- مصطلحات مثل البوصلة الجيروسكوبية ، ومحدد الشمال ، و INS بشكل فضفاض.
- قد يفترض المشترون أنهم يشيرون إلى نفس فئة الجهاز.
التكامل الجزئي
- يتم في بعض الأحيان دمج أداة تحديد الشمال في نظام ملاحة أكبر.
- يخطئ المستخدمون في اعتبار الوحدة بمثابة نظام INS بأكمله.
ضبابية التسويق
- قد يقوم البائعون بالمبالغة في تقدير وظائف جهاز تحديد الشمال أو تبسيط قدرات نظام تحديد المواقع العالمي (INS).
- في بعض الأحيان تسلط الكتيبات الفنية الضوء على العنوان أو الاتجاه فقط، مما يخفي النطاق الأوسع لـ INS.
افتراضات المستخدم
- بالنسبة للعديد من غير المتخصصين، فإن "أي شيء به ضباب" يبدو وكأنه نظام ملاحة كامل.
- في الحقيقة، يمكن لنفس نواة الجيروسكوب أن تخدم أغراضًا مختلفة جدًا.
أي واحد يجب أن تختار؟
الاختيار بين جهازي FOG North Finder و FOG INS كليًا على ما تحتاجه منصتك لتحقيقه. لكلٍّ منهما مزايا واضحة في سيناريوهات محددة:
عندما يكون جهاز FOG North Finder هو الخيار الأفضل
- محاذاة الاتجاه فقط : مثالي عندما تحتاج فقط إلى مرجع شمال حقيقي دقيق.
- الاستخدام الثابت أو شبه الثابت : يعمل بشكل أفضل في المسح أو إعداد المدفعية أو محاذاة الرادار.
- تكلفة أقل وبساطة : خيار أكثر اقتصادا عندما لا تكون هناك حاجة للملاحة المستمرة.
عندما يكون نظام FOG INS هو الحل المناسب
- بيانات التنقل الكاملة : توفر الموقع والسرعة والموقف بشكل مستمر.
- العمليات الديناميكية : ضرورية للطائرات بدون طيار، والدبابات، والغواصات، أو المركبات الفضائية أثناء الحركة.
- البيئات التي لا تتوفر فيها خدمة GPS : تحافظ على الملاحة الموثوقة حتى عندما تكون الإشارات متداخلة أو غير متوفرة.
محددات الشمال من GUIDENAV: دقة موثوقة تصل إلى 0.03 درجة
FOG North Finder وجهاز تحديد المواقع FOG INS نفس أساس الجيروسكوب، لكنهما يؤديان وظائف مختلفة تمامًا - أحدهما مرجع متخصص للاتجاهات، والآخر هيكل ملاحة متكامل. من بين مجموعة منتجات GuideNav، يبرز جهاز تحديد المواقع GFS20 من سلسلة الألياف البصرية INS كأحد أكثر حلولنا مبيعًا، ويثق به عملاء الدفاع والفضاء والصناعة حول العالم.
سلسلة GuideNav FOG North Finder دقتها الرائدة في مجالها في تحديد اتجاه الشمال، والتي تصل إلى 0.03 درجة ، بالإضافة إلى جيروسكوبات ألياف بصرية ثلاثية المحاور عالية الدقة، ومقاييس تسارع كوارتز، ونظام GNSS متعدد الأبراج. يضمن هذا التكامل المتقدم بيانات دقيقة للغاية عن الاتجاه والسرعة والموقع في البيئات البرية والجوية والبحرية، حتى في ظل غياب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
