जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली और फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप प्रौद्योगिकी

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तकनीकी प्रगति के युग में, नेविगेशन सिस्टम आधारभूत स्तंभों के रूप में उभरे, जिससे कई प्रगति हुई, खासकर सटीकता-महत्वपूर्ण क्षेत्रों में। अल्पविकसित आकाशीय नेविगेशन से लेकर परिष्कृत जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम (INS) तक की यात्रा मानवता के अन्वेषण और सटीक सटीकता के लिए अथक प्रयासों का प्रतीक है। यह विश्लेषण INS के जटिल यांत्रिकी में गहराई से उतरता है, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (FOG) की अत्याधुनिक तकनीक और फाइबर लूप को बनाए रखने में ध्रुवीकरण की महत्वपूर्ण भूमिका की खोज करता है।

भाग 1: जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली (आईएनएस) को समझना:

जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम (आईएनएस) स्वायत्त नेविगेशनल सहायता के रूप में सामने आते हैं, जो बाहरी संकेतों से स्वतंत्र होकर वाहन की स्थिति, अभिविन्यास और वेग की सटीक गणना करते हैं। ये सिस्टम गति और घूर्णन सेंसर को सुसंगत बनाते हैं, जो प्रारंभिक वेग, स्थिति और अभिविन्यास के लिए कम्प्यूटेशनल मॉडल के साथ सहजता से एकीकृत होते हैं।

एक आदर्श INS में तीन प्रमुख घटक शामिल होते हैं:

· एक्सेलेरोमीटर: ये महत्वपूर्ण तत्व वाहन के रैखिक त्वरण को पंजीकृत करते हैं, तथा गति को मापने योग्य डेटा में परिवर्तित करते हैं।
· जाइरोस्कोप: कोणीय वेग निर्धारित करने के लिए अभिन्न अंग, ये घटक सिस्टम अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण हैं।
· कम्प्यूटर मॉड्यूल: आईएनएस का तंत्रिका केंद्र, वास्तविक समय स्थिति विश्लेषण प्रदान करने के लिए बहुआयामी डेटा का प्रसंस्करण करता है।

बाहरी व्यवधानों के प्रति INS की प्रतिरोधक क्षमता इसे रक्षा क्षेत्रों में अपरिहार्य बनाती है। हालाँकि, यह 'ड्रिफ्ट' से जूझता है - एक क्रमिक सटीकता क्षय, जिसके लिए त्रुटि शमन के लिए सेंसर फ्यूजन जैसे परिष्कृत समाधानों की आवश्यकता होती है (चैटफील्ड, 1997)।

जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम घटकों की परस्पर क्रिया

भाग 2. फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप की परिचालन गतिशीलता:

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (FOGs) प्रकाश के हस्तक्षेप का लाभ उठाते हुए रोटेशनल सेंसिंग में एक परिवर्तनकारी युग की शुरुआत करते हैं। अपने मूल में सटीकता के साथ, FOGs एयरोस्पेस वाहनों के स्थिरीकरण और नेविगेशन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

FOGs सैग्नैक प्रभाव पर काम करते हैं, जहाँ प्रकाश, एक घूर्णनशील फाइबर कॉइल के भीतर विपरीत दिशाओं में यात्रा करते हुए, घूर्णन दर परिवर्तनों के साथ सहसंबंधित एक चरण बदलाव को प्रकट करता है। यह सूक्ष्म तंत्र सटीक कोणीय वेग मीट्रिक में तब्दील हो जाता है।

आवश्यक घटकों में शामिल हैं:

· प्रकाश स्रोत: आरंभिक बिंदु, आमतौर पर एक लेज़र, जो सुसंगत प्रकाश यात्रा आरंभ करता है।
· फाइबर कॉइलएक कुंडलित ऑप्टिकल नलिका, प्रकाश के प्रक्षेप पथ को लम्बा कर देती है, जिससे सैग्नैक प्रभाव बढ़ जाता है।
· फोटोडिटेक्टर: यह घटक प्रकाश के जटिल व्यतिकरण पैटर्न को पहचानता है।

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप परिचालन अनुक्रम

भाग 3: फाइबर लूप को बनाए रखने में ध्रुवीकरण का महत्व:

 

ध्रुवीकरण बनाए रखने वाले (पीएम) फाइबर लूप, एफओजी के लिए सर्वोत्कृष्ट, प्रकाश की एक समान ध्रुवीकरण स्थिति को सुनिश्चित करते हैं, जो हस्तक्षेप पैटर्न परिशुद्धता में एक प्रमुख निर्धारक है। ध्रुवीकरण मोड फैलाव का मुकाबला करने वाले ये विशेष फाइबर, एफओजी संवेदनशीलता और डेटा प्रामाणिकता को मजबूत करते हैं (केर्सी, 1996)।

परिचालन आवश्यकताओं, भौतिक विशेषताओं और प्रणालीगत सामंजस्य के आधार पर पीएम फाइबर का चयन, समग्र प्रदर्शन मीट्रिक्स को प्रभावित करता है।

भाग 4: अनुप्रयोग और अनुभवजन्य साक्ष्य:

FOG और INS विविध अनुप्रयोगों में प्रतिध्वनि पाते हैं, मानव रहित हवाई हमलों को व्यवस्थित करने से लेकर पर्यावरणीय अनिश्चितता के बीच सिनेमाई स्थिरता सुनिश्चित करने तक। उनकी विश्वसनीयता का एक प्रमाण नासा के मंगल रोवर्स में उनकी तैनाती है, जो फेल-सेफ एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल नेविगेशन की सुविधा प्रदान करता है (मैमोन, चेंग, और मैथिस, 2007)।

बाजार प्रक्षेपवक्र इन प्रौद्योगिकियों के लिए एक उभरते हुए स्थान की भविष्यवाणी करते हैं, जिसमें अनुसंधान वैक्टर का उद्देश्य सिस्टम लचीलापन, सटीक मैट्रिसेस और अनुकूलन क्षमता स्पेक्ट्रा को मजबूत करना है (मार्केट्सएंडमार्केट्स, 2020)।

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संदर्भ:

  1. चैटफील्ड, एबी, 1997.उच्च सटीकता जड़त्वीय नेविगेशन के मूल सिद्धांत।एस्ट्रोनॉटिक्स और एरोनॉटिक्स में प्रगति, खंड 174. रेस्टन, वीए: अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स।
  2. केर्सी, ए.डी., एट अल., 1996. "फाइबर ऑप्टिक गायरोस: 20 साल की तकनीकी उन्नति," मेंआईईईई की कार्यवाही,84(12), पृ. 1830-1834.
  3. मैमोन, एमडब्लू, चेंग, वाई., और मैथिस, एल., 2007. "मंगल अन्वेषण रोवर्स पर दृश्य ओडोमेट्री - सटीक ड्राइविंग और विज्ञान इमेजिंग सुनिश्चित करने के लिए एक उपकरण,"IEEE रोबोटिक्स और ऑटोमेशन पत्रिका,14(2), पृ. 54-62.
  4. मार्केट्सएंडमार्केट्स, 2020. "ग्रेड, प्रौद्योगिकी, अनुप्रयोग, घटक और क्षेत्र द्वारा जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम बाजार - 2025 तक वैश्विक पूर्वानुमान।"

 


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पोस्ट करने का समय: अक्टूबर-18-2023