В современной навигации — будь то на боевых танках, подводных лодках или беспилотных летательных аппаратах — часто возникает путаница между волоконно-оптическими гироскопическими датчиками направления на север и волоконно-оптическими инерциальными навигационными системами (ИНС) . Обе системы основаны на технологии волоконно-оптических гироскопов, но это не одно и то же. Непонимание их различий может привести к переплате за ненужные функции или, что еще хуже, к недостаточному определению необходимых параметров решения и риску провала миссии. Понимание этой разницы крайне важно как для инженеров, так и для специалистов по закупкам.
Нет, устройство для определения направления по туману (FOG) и инерциальная навигационная система (INS) по туману — это не одно и то же. Устройство для определения направления по туману обеспечивает определение истинного курса, используя вращение Земли, в то время как INS по туману предоставляет полные навигационные данные — положение, скорость и ориентацию — с помощью гироскопов, акселерометров и навигационных алгоритмов.
Оба устройства используют волоконно-оптический гироскоп (ВОГ) в качестве основного датчика. Однако их функциональные возможности существенно различаются. Одно — это специализированный инструмент для определения курса , другое — полноценная навигационная система . Давайте рассмотрим, чем они отличаются.
Оглавление
Что такое устройство для определения севера в туманную погоду (FOG North Finder)?
Волоконно -оптический гирокомпас FOG North Finder ) предназначен для определения истинного северного направления путем измерения вращения Земли с помощью волоконно-оптического гироскопа. Его главное преимущество заключается в невосприимчивости к магнитным помехам , что обеспечивает уровень надежности, недостижимый для магнитных компасов или систем определения направления на основе GNSS.
- Основные выходные данные : истинный курс (иногда тангаж и крен).
- Преимущества : высокая точность, быстрая настройка и стабильная работа в условиях ненадежности магнитных или GPS-сигналов.
- Области применения : юстировка артиллерии, наведение радара, ориентация антенны и геодезическая съемка.
По сути, северный указатель по FOG — это надежный ориентир курса : компактный, точный и заслуживающий доверия даже в сложных условиях.
Что такое страховка от тумана?
Инерциальная навигационная система (ИНС) на основе волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) — это комплексное навигационное решение, сочетающее в себе трехосевые волоконно-оптические гироскопы, трехосевые акселерометры и передовые алгоритмы. В отличие от устройства для определения направления на север, она делает больше, чем просто определяет курс — она непрерывно вычисляет положение, скорость и ориентацию (PVA) в реальном времени.
- Основные выходные данные : положение, скорость, курс, тангаж и крен.
- Преимущества : Работает в условиях динамического движения, обеспечивает непрерывную навигацию без GPS и устойчив к помехам и потере сигнала.
- Области применения : беспилотные летательные аппараты, подводные лодки, боевые танки и космические аппараты, где успех миссии зависит от бесперебойной навигации.
Вкратце, FOG INS — это полноценная навигационная система, мощная, независимая и незаменимая в условиях отсутствия GPS-сигнала.
В чём их сходство?
Хотя инерциальный искатель севера (FOG North Finder) и инерциальная навигационная система (FOG INS) служат разным целям, они обладают рядом общих ключевых преимуществ, объясняющих, почему обоим доверяют в критически важных миссиях:
Общие основные компоненты
Обе системы построены на основе одних и тех же основных датчиков — волоконно-оптических гироскопов для измерения угловой скорости и акселерометров для измерения линейного движения. Разница заключается в объеме обрабатываемых и выдаваемых данных.
Устойчивость к магнитным возмущениям
В отличие от магнитных компасов или датчиков курса на основе магнитометров, обе системы не подвержены влиянию находящихся поблизости стальных конструкций, электромагнитных полей или магнитных аномалий. Это делает их надежными в таких условиях, как военные базы, военно-морские суда или городские каньоны, где традиционные компасы выходят из строя.
Работа в условиях отсутствия GPS-сигнала
Оба устройства обеспечивают надежную навигацию и определение ориентации без использования внешних сигналов. Это делает их незаменимыми в зонах радиоэлектронной борьбы , при проведении подземных операций или подводных миссиях, где GPS просто недоступен.
Проверенное применение в военной и промышленной сферах
Вне зависимости от того, установлены ли они на танках, артиллерийских системах, подводных лодках или геодезическом оборудовании , как северные искатели, так и инерциальные навигационные системы (ИНС) доказали свою эффективность в полевых условиях, обеспечивая стабильную точность даже в суровых условиях. Их прочная конструкция и соответствие стандарту MIL-STD-810 и аналогичным стандартам делают их пригодными для работы в условиях экстремальных температур, ударов и вибраций.
Вкратце, оба устройства на основе волоконно-оптического гироскопа построены на одном и том же высокоточном гироскопическом фундаменте и превосходно работают в условиях, где другие методы навигации оказываются неэффективными — основное различие заключается в том, насколько эффективно они используют этот фундамент.
В чём их разница?
Хотя оба устройства построены на основе технологии волоконно-оптического гироскопа, искатель севера на основе волоконно-оптического гироскопа и инерциальная навигационная система на основе волоконно-оптического гироскопа значительно различаются по своим возможностям, сложности и выходным данным.
| Аспект | FOG North Finder | ЗАТУМАНЫ |
|---|---|---|
| Основная цель | Определяет истинное направление на север | Обеспечивает полную навигацию (PVA) |
| Датчики | 1–3 гироскопа | 3 гироскопа + 3 акселерометра |
| Выходы | Направление движения, иногда крен/качание | Положение, скорость, курс, тангаж, крен |
| Инициализация | Требуется статическая или полустатическая установка | Работает в динамическом движении |
| Сложность | Простой, удобный в использовании | Сложный уровень, требует использования алгоритмов и фильтров |
| Расходы | Ниже | Выше |
| Приложения | выравнивание артиллерии, наведение радара, топографическая съемка | БПЛА, подводные лодки, танки, самолеты |
Почему эти различия важны
северный указатель — это специализированная замена компасу : он дешевле, быстрее устанавливается и идеально подходит, когда вам нужны только данные о направлении.
В отличие от них, система FOG INS полноценную навигационную систему : она требует больше датчиков, вычислительной мощности и калибровки, но обеспечивает гораздо более богатый набор данных и незаменима для долгосрочных миссий, не зависящих от GPS.
С точки зрения закупок, неправильный выбор может означать переплату в десять раз за функции, которые вам не нужны , или покупку устройства, не соответствующего требованиям миссии.
Главный вывод: североискатель предназначен для определения ориентации , а инерциальная навигационная система (ИНС) — для навигации .
Почему возникла путаница?
Различие между волоконно-оптическим североискателем (FOG North Finder) и волоконно (FOG INS) не всегда очевидно для инженеров, покупателей и даже системных интеграторов. Поскольку оба устройства используют волоконно-оптические гироскопы и иногда выполняют частично совпадающие функции, многие ошибочно считают их одним и тем же типом навигационного оборудования. Ниже приведены основные причины, по которым часто возникает эта путаница:
Перекрывающиеся функции
- ИНС часто включает в себя режим определения направления на север для выравнивания.
- Некоторые устройства для определения направления на север обеспечивают регулировку тангажа и крена, создавая иллюзию полноценной инерциальной навигационной системы.
Аналогичная терминология
- Такие термины, как гирокомпас , указатель севера и инерциальная навигационная система, иногда используются в широком смысле.
- Покупатели могут предположить, что речь идёт об устройствах одного класса.
Частичная интеграция
- Иногда устройство для поиска севера интегрируется в более крупную навигационную систему.
- Пользователи ошибочно принимают этот модуль за всю инерциальную навигационную систему (ИНС).
Маркетинговая неразбериха
- Производители могут преувеличивать функциональные возможности устройства для определения направления на север или упрощать возможности инерциальной навигационной системы (ИНС).
- В технических брошюрах иногда выделяется только заголовок или ориентация, скрывая более широкий охват инерциальной навигационной системы (ИНС).
Предположения пользователей
- Многим неспециалистам «любое устройство с датчиком тумана» кажется полноценной навигационной системой.
- На самом деле, один и тот же гирояльный блок может служить совершенно разным целям.
Какой из них вам следует выбрать?
Выбор между инерциальной навигационной системой (ИНС) для тумана зависит исключительно от задач, которые ставит перед собой ваша платформа. Каждая из них имеет явные преимущества в определенных сценариях:
Когда устройство FOG North Finder — лучший выбор
- Только выравнивание по курсу : идеально подходит, когда вам нужна только точная привязка к истинному северу.
- Статическое или полустатическое применение : лучше всего подходит для геодезических работ, установки артиллерийских установок или юстировки радаров.
- Низкая стоимость и простота : более экономичный вариант, когда непрерывная навигация не требуется.
Когда страховка от запотевания — правильное решение
- Полные навигационные данные : непрерывно предоставляют информацию о местоположении, скорости и ориентации.
- Динамичные операции : необходимы для беспилотных летательных аппаратов, танков, подводных лодок или космических аппаратов в движении.
- Условия отсутствия GPS-сигнала : Обеспечивает надежную навигацию даже при наличии помех или недоступности сигнала.
Навигационные устройства для определения направления на север GUIDENAV: достоверная точность до 0,03°
FOG North Finder) и инерциальная навигационная система (FOG INS) используют один и тот же гироскоп, но выполняют совершенно разные функции: один является специализированным устройством для определения курса, другой – полноценной навигационной системой. В портфолио GuideNav волоконно-оптическая инерциальная навигационная система серии GFS20 выделяется как одно из самых продаваемых решений, которому доверяют клиенты из оборонной, аэрокосмической и промышленной отраслей по всему миру.
Исключительность серии GuideNav FOG North Finder лучшей в отрасли точности определения направления на север — до 0,03° , — в сочетании с высокоточными трехосевыми волоконно-оптическими гироскопами, кварцевыми акселерометрами и многосистемной GNSS-системой. Эта передовая интеграция обеспечивает абсолютно надежные данные о направлении, скорости и местоположении в наземной, воздушной и морской среде — даже в условиях отсутствия GPS-сигнала.
