Skip to content

AHRS гэж юу вэ ?

IRS-ийн  өөрчлөлт бол эргэлдэдгүй гироскоп ашиглах явдал юм.  INS нь өнөөг хүртэл бусад бүх төрлийн гироскоптой ижил төрлийн эргэлдэдэг диск болон гироскоп ашигласаар ирсэн. Харин эсрэгээр,IRS нь хөдөлгөөнт хэсэг байхгүй цагариг лазерын гироскоп ашигладаг болсон. Сүүлийн 40 жилийн хугацаанд лазер гироскоп ашигласнаар агаарын хөлөгт энэ төхөөрөмжийн эзлэх орон зай багассан. Лазер гэрлийн загварыг энд шараар харуулсан. Энэ бол инерцийн референц төхөөрөмжийн зураг ба агаарын хөлгийн их биед бэхлэгдсэн бөгөөд тэнхлэгүүдэд перпендукляр байрлана. Энэ гироскоп нь хэвтээ тэнхлэг (pitch) өөрчлөлт буюу өлийх тонгойх үеийн өөрчлөлт хэмждэг гироскоп юм. Нөгөө гироскоп нь босоо тэнхлэг (yaw) буюу чигийн өөрчлөлт  хэмждэг. Эндээс бага зэрэг гэрлийн толбо харах боломжтой.Энэ гироскопын дагуу тэнхлэг (roll)  буюу хазайлт өөрчлөлт хэмжинэ. Эдгээр цагариг лазер гироскопууд боловч эргэлдэгч чөлөөт тэнхлэг (gimbaled) байхгүй . Агаарын хөлгийн их биед бэхлэгдсэн бөгөөд агаарын хөлөг маневр хийх үед чиглэлээ өөрчилдэг. Хурдатгал хэмжигч нь  нь агаарын хөлгийн их биеийн хувьд уртааш, хэвтээ ба босоо байрлалтай байна. Гироскоп болон хурдатгал хэмжигчийг агаарын хөлгийн их биед суурилуулсан. Хамт хөдөлгөөн хийх систем нь strap-down гэж нэрлэгддэг. Энэ нь gimdall-тай систем байсан INS-ээс ялгаатай юм. Цагираг лазер гироскоп нь өнцгийн эргэлтийг хэмждэг. Өмнөх аргуудаас ялгаатай нь өнцгийг хэмжихийн тулд, тус системийн ажиллах зарчим нь sanjak effect гэгддэг гэрлийн шинж чанараас хамаардаг. Бид бөөрөнхий цагариг хөндий  хоолойд, хоёр чиглэлд гэрлийг илгээж болно гэж бодъё. Хэрэв хоолой нь хөдөлгөөнгүй байх үед бид хоёр зүгрүү нэгэн зэрэг гэрлийг цацруулж эхэлбэл тэд нэгэн зэрэг нэг цэгт уулзалдана.

Гэхдээ гэрэл цацрах үед агаарын хөлөг аль нэг тэнхлэгийн дагуу хөдөлгөөнд ороход агаарийн хөлгийн их биеэнд бэхлэгдсэн хоолой дагаж эргэлдхэд,гэрлийн туяа нь хоолойны төгсгөлийн цэгтэй ижил чиглэлд явж байвал илүү урт хугацаа өнгөрч, эсрэг чиглэлд явж буй нь илүү богино хугацаа шаардагдана. Бид энэ ялгааг гэрлийн замд хэмжиж, эргэлтийг илрүүлэхэд ашиглаж байгаа юм. Бодит байдал дээр дугуй хэлбэртэй зам дээр хөнгөн аялах нь хэцүү байдагч толин тусгалаар гурвалжин хэлбэрт тусгасан шулуун гэрлийн замыг ашиглан ижил үр дүнд хүрч болно. Мөн практик дээр гэрлийн хурдтай харьцахдаа ийм жижиг ялгааг цаг хугацаанд нь хэмжих боломжгүй байдаг. Гэхдээ бид хоёр цацрагийн хоорондох давтамжийн шилжилтийг хэмжиж болно. Цагариг лазер гироскоп нь sanjak effect-ийг ашигладаг. Энэ нь үндсэндээ хөндий  хоолойг агуулсан гурвалжин шилэн призм юм. Катодын үүрэг бол гэрлийн хамгийн бага тоосонцор болох фотон ялгаруулах явдал юм. Катодын эсрэг туйлшралтай хоёр анод байдаг. Катод ба анод хоёрын хооронд томоохон потенциал ялгаа хадгалагдаж байгаа бөгөөд энэ нь фотоныг анод руу хүчтэй татагдахад хүргэдэг. Катод ба анод тус бүрийн потенциал ялгаа ижил байдаг тул фотонууд гэрэлд хоёуланд нь адилхан татагддаг тул хуваагдан, тэн хагас нь цагийн зүүний дагуу,нөгөө хагасыг цагийн зүүний эсрэг татагдана. Хоолойн хөндийг гелий болон неон хийн хольцоор дүүргэдэг. Энэ нь дамжуулагч хэрэгслийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Тиимээс гэрэл тусгайлсан тоогоор дамждаг. Лазерын тодорхойлж буй шинж чанаруудын нэг нь тэд нэг давтамжтай гэрэл болох coherent гэрэл бий болгодог. Нарны гэрэл эсвэл цахилгаан чийдэнгийн гэрэл зэрэг ердийн гэрлийг ихэвчлэн цагаан гэрэл гэж нэрлэдэг, боловч энэ нь үнэндээ өөр өөр давтамжтай байдаг харагдахуйц спектрийн бүх өнгийг агуулдаг. Лазер гэрэл нь ийм биш бөгөөд энэ нь зөвхөн нэг өнгө бөгөөд ихэвчлэн нэг төрлийн улбар шар өнгөтэй бөгөөд туяа нь зөвхөн нэг давтамжтай байдаг. Гэрлийн чиглэл тус бүрт тасралтгүй эргэлт нь өсөх үйлдэлтэй бөгөөд энэ нь төгсгөлийн цэг хүртэл буурдаг. Энэ үед долгион гарч ирэхэд үүнийг Lazing-түтгэлзэлт гэдэг. Энэхүү түтгэлзэлт нь зөвхөн замын хол зайнд долгионы уртыг бүхэлд нь багтаасан тохиолдолд л үйлдэгдэж болно. Энэ нь лазер гэрлийн давтамжийг тодорхойлдог бөгөөд хөдөлгөөнгүй призм дахь цагийн зүүний дагуу болон цагийн зүүний эсрэг гэрлийн аль алинд нь ижил тохиолдож болно. 

Гэсэн хэдий ч призм нь мэдрэмтгий тэнхлэгээ тойрон эргэлддэг бол замын урт тус бүрт долгионы тоо ижил хэвээр байх боловч замын урт өөрчлөгдөнө. Энэ нь давтамж өөрчлөгдөх ёстой гэсэн үг юм. Давтамжийн өөрчлөлт болон өнцгийн эргэлтийн хурдыг хэмжихэд интерференц загварын технологийг ашиглавал боломжтой болно. Үүнийг дараагийн дүр зураг дээр тайлбарлав. Интерферометр гэдэг нь рентген crystallography ба радио одон орон гэх мэт шинжлэх ухааны янз бүрийн хэрэглээнд хэрэглэгддэг хэмжилтийн арга юм. Гэрлийн хоёр туяа эсвэл долгионы хөдөлгөөнөөс үүссэн аливаа гэрэл нэг цэг дээр нэгдэх үед интерференцийн загвар үүсдэг. Усаар тайлбарлаж эхэлье. Тоосго цөөрөмд унана гэж төсөөлөөд үз. Дугуй долгион нь тоосго орж ирсэн газраас эргэн тойрон цацарна. Долгион хажуу талаас харахад иймэрхүү харагдах болно. Усан дахь хөвөгч нь  долгион  дамжин дээшээ доошоо чиглэхэд нэг байрлалдаа үлдэх болно. Долгионы дээд цэг (Peak) болон доод цэг (Trough). Дээрээс харахад иймэрхүү харагдах болно. Одоо хоёр тоосгыг цөөрөмд хаяж байна гэж төсөөлөөд үз  долгион хэв маяг иймэрхүү харагдах болно. Энд дээд болон доод цэг байна. Одоо энэ бол ус биш гэрэл гэж төсөөлөөд үз. Хоёр оргилыг (Peak) уулзах үед  хүчийг татдаг ба түүний хооронд илүү харанхуй байдаг. Одоо гэрэл нь дэлгэц дээр унана. Бид иймэрхүү хэв маягийг олж авдаг. Нэг үе дэх ижил давтамжийн хоёр гэрлийн эх үүсвэр боловч энэ нь хөдөлгөөнгүй хэвээр байна. Гэхдээ давтамж нь загвар(pattern)-ыг  өөрчилдөг бол загварын хөдөлгөөний чиглэл ба хурд нь онгоцны эргэлтийн чиглэл ба хурдны хэмжүүр юм. Лазер гироскоп нь photocell илрүүлэгч агуулдаг. Энэ  интерференцийн загвар нь статик эсэхийг тодорхойлж, хөдөлж байгаа бол чиглэлийг зааж, эргэлтийг мэдэрч чаддаг.Цагираг лазерын гироскоптой холбоотой нэг бэрхшээлийг лазер түгжээ гэдэг юм. Хоёр лазер туяа нь синхрончлох боломжтой бөгөөд хэрэв ийм зүйл тохиолдвол агаарын хөлөг  түүний хандлагыг өөрчлөх үед ч гэсэн тэг гаралтыг өгдөг. Тиймээс пьезо цахилгаан эргэлтэт мотор нь тодорхой давтамжтайгаар чичиргээний тогтмол оролтыг өгдөг бөгөөд энэ нь лазер түгжигдэхээс сэргийлдэг. Үүнтэй ижил дохио нь  чичиргээг үл тооно, өнцгийн эргэлтийн хүссэн хэмжүүр болох лазер моторын оролт ба лазерын гаралтын хоорондын ялгааг хэмжихийн тулд үүнийг компьютер руу илгээдэг. Инерцийн лавлагаа системээ дүгнэе :  IRS-ийг INS-ээс ялгаатай болгодог хамгийн том өөрчлөлт бол цагираг лазер гироскоп ашиглах  юм гэж өмнө нь хэлсэн. Эдгээр цагириг лазер гироскопууд Gimball-гүй юм. Тэд агаарын хөлгийн их биед бэхлэгдсэн байх бөгөөд агаарын хөлөг маневр хийх чиглэлээ өөрчилдөг. Үүнийг Strap-down систем гэдэг. Цагираг лазер гироскоп нь  өлийх тонгойх (pitch), чигийн(yaw) ба хазайх (roll) өнцгийн эргэлтийн хурдыг тогтооход sanjak эффектийг ашиглан хэмждэг. Лазерууд нь нэг давтамжийн гэрэл болох coherent гэрэл үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч призм нь мэдрэмтгий тэнхлэгээ тойрон эргэлддэг бол замын урт бүрт долгионы тоо ижил хэвээр байх боловч замын урт өөрчлөгдөнө. Энэ нь давтамж өөрчлөгдөх ёстой гэсэн үг юм. Хоёр гэрлийн эх үүсвэр дэлгэц дээр гарч ирдэг бөгөөд  Интерференцийн загвар бий болно. Нэг үе дэх ижил  давтамжийн хоёр гэрлийн эх үүсвэр боловч энэ нь  хөдөлгөөнгүй хэвээр байна. Гэхдээ хөдөлгөөн дагаж үүссэн давтамж нь загвар(pattern)-ийг өөрчилдөг ба энэ хөдөлгөөний чиглэл ба хурд нь агаарын хөлгийн эргэлтийн чиглэл ба хурдны хэмжүүр юм. Цагариг лазер гироскоп лазер lock өртдөг. Энэ нь пьезо цахилгаан гүйдлийн мотор ашиглахад түтгэлзэх  болно.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

<span>%d</span> bloggers like this: