जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली और फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप प्रौद्योगिकी

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अभूतपूर्व तकनीकी प्रगति के इस युग में, नेविगेशन प्रणालियाँ आधारभूत स्तंभों के रूप में उभरीं और विशेष रूप से सटीकता-महत्वपूर्ण क्षेत्रों में, अनेक प्रगति को गति प्रदान की। प्रारंभिक खगोलीय नेविगेशन से लेकर परिष्कृत जड़त्वीय नेविगेशन प्रणालियों (INS) तक का सफ़र, अन्वेषण और सटीक सटीकता के लिए मानवता के अथक प्रयासों का प्रतीक है। यह विश्लेषण INS की जटिल यांत्रिकी की गहराई से पड़ताल करता है, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (FOG) की अत्याधुनिक तकनीक और फाइबर लूप्स को बनाए रखने में ध्रुवीकरण की महत्वपूर्ण भूमिका का अन्वेषण करता है।

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

जड़त्वीय नेविगेशन प्रणालियाँ (INS) स्वायत्त नेविगेशनल सहायक के रूप में उभर कर सामने आती हैं, जो बाहरी संकेतों से स्वतंत्र होकर, वाहन की स्थिति, दिशा और वेग की सटीक गणना करती हैं। ये प्रणालियाँ गति और घूर्णन संवेदकों को सुसंगत बनाती हैं, और प्रारंभिक वेग, स्थिति और दिशा के लिए कम्प्यूटेशनल मॉडलों के साथ सहजता से एकीकृत होती 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 मापनीय डेटा में परिवर्तित करते हैं।
· जाइरोस्कोप: कोणीय वेग निर्धारित करने के लिए अभिन्न अंग, ये घटक प्रणाली अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण हैं।
· कंप्यूटर मॉड्यूल: आईएनएस का तंत्रिका केंद्र, वास्तविक समय स्थिति विश्लेषण प्रदान करने के लिए बहुआयामी डेटा को संसाधित करता है।

बाहरी व्यवधानों के प्रति INS की प्रतिरोधक क्षमता इसे रक्षा क्षेत्रों में अपरिहार्य बनाती है। हालाँकि, यह 'ड्रिफ्ट' से जूझता है - सटीकता में क्रमिक गिरावट, जिसके कारण त्रुटि निवारण के लिए सेंसर फ़्यूज़न जैसे परिष्कृत समाधानों की आवश्यकता होती है (चैटफ़ील्ड, 1997)।

जड़त्वीय नेविगेशन प्रणाली घटकों की परस्पर क्रिया

भाग 2. फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप की परिचालन गतिशीलता:

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (FOG) प्रकाश के व्यतिकरण का लाभ उठाकर घूर्णन संवेदन के क्षेत्र में एक परिवर्तनकारी युग की शुरुआत करते हैं। अपनी मूल सटीकता के कारण, FOG, एयरोस्पेस वाहनों के स्थिरीकरण और नेविगेशन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।

एफओजी सैग्नैक प्रभाव पर काम करते हैं, जहाँ प्रकाश, एक घूर्णनशील फाइबर कुंडली के भीतर विपरीत दिशाओं में घूमते हुए, घूर्णन दर परिवर्तनों के साथ सहसंबंधित एक कला-परिवर्तन प्रदर्शित करता है। यह सूक्ष्म तंत्र सटीक कोणीय वेग मापों में परिवर्तित 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 हस्तक्षेप पैटर्न को पहचानता है।

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप परिचालन अनुक्रम

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

 

ध्रुवीकरण अनुरक्षण (पीएम) फाइबर लूप, जो एफओजी के लिए अनिवार्य हैं, प्रकाश की एकसमान ध्रुवीकरण अवस्था सुनिश्चित करते हैं, जो व्यतिकरण पैटर्न परिशुद्धता का एक प्रमुख निर्धारक है। ये विशिष्ट फाइबर, ध्रुवीकरण विधा के फैलाव का मुकाबला करते हुए, एफओजी संवेदनशीलता और डेटा प्रामाणिकता को बढ़ाते हैं (केर्सी, 1996)।

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

भाग 4: अनुप्रयोग और अनुभवजन्य साक्ष्य:

एफओजी और आईएनएस विविध अनुप्रयोगों में उपयोगी साबित होते हैं, मानवरहित हवाई अभियानों के आयोजन से लेकर पर्यावरणीय अनिश्चितताओं के बीच सिनेमाई स्थिरता सुनिश्चित करने तक। उनकी विश्वसनीयता का प्रमाण नासा के मंगल रोवर्स में उनकी तैनाती है, जो बिना किसी रुकावट के अलौकिक नेविगेशन को सुगम बनाता है (मैमोन, चेंग और मैथिस, 2007)।

बाजार प्रक्षेप पथ 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, एमडब्ल्यू, चेंग, वाई., और मैथीज़, एल., 2007. "मंगल अन्वेषण रोवर्स पर विज़ुअल ओडोमेट्री - सटीक ड्राइविंग और विज्ञान इमेजिंग सुनिश्चित करने का 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: 18 अक्टूबर 2023