Inertial نیویگیشن کیا ہے؟
Inertial نیویگیشن کے بنیادی اصول
inertial نیویگیشن کے بنیادی اصول نیویگیشن کے دوسرے طریقوں سے ملتے جلتے ہیں۔ یہ کلیدی معلومات کے حصول پر انحصار کرتا ہے، بشمول ابتدائی پوزیشن، ابتدائی واقفیت، ہر لمحے حرکت کی سمت اور واقفیت، اور نیویگیشن پیرامیٹرز، جیسے واقفیت اور پوزیشن کا درست تعین کرنے کے لیے ان ڈیٹا (ریاضی کے انضمام کے عمل کے مطابق) کو بتدریج ضم کرنا۔
Inertial نیویگیشن میں سینسر کا کردار
کسی حرکت پذیر شے کی موجودہ واقفیت (رویہ) اور پوزیشن کی معلومات حاصل کرنے کے لیے، inertial نیویگیشن سسٹم اہم سینسرز کا ایک سیٹ لگاتے ہیں، جو بنیادی طور پر ایکسلرومیٹر اور جائروسکوپس پر مشتمل ہوتے ہیں۔ یہ سینسر زاویہ ریفرنس فریم میں کیریئر کی زاویہ رفتار اور ایکسلریشن کی پیمائش کرتے ہیں۔ اس کے بعد رفتار اور رشتہ دار پوزیشن کی معلومات حاصل کرنے کے لیے ڈیٹا کو وقت کے ساتھ مربوط اور پروسیس کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، یہ معلومات نیویگیشن کوآرڈینیٹ سسٹم میں تبدیل ہو جاتی ہے، ابتدائی پوزیشن کے اعداد و شمار کے ساتھ مل کر، کیریئر کے موجودہ مقام کے تعین پر منتج ہوتی ہے۔
Inertial نیویگیشن سسٹمز کے آپریشن کے اصول
Inertial نیویگیشن سسٹم خود ساختہ، اندرونی بند لوپ نیویگیشن سسٹم کے طور پر کام کرتے ہیں۔ وہ کیریئر کی حرکت کے دوران غلطیوں کو درست کرنے کے لیے ریئل ٹائم بیرونی ڈیٹا اپ ڈیٹس پر انحصار نہیں کرتے ہیں۔ اس طرح، ایک ہی جڑی نیویگیشن سسٹم مختصر دورانیے کے نیویگیشن کاموں کے لیے موزوں ہے۔ طویل دورانیے کی کارروائیوں کے لیے، اسے دوسرے نیویگیشن طریقوں کے ساتھ جوڑا جانا چاہیے، جیسے کہ سیٹلائٹ پر مبنی نیویگیشن سسٹم، وقتاً فوقتاً جمع شدہ اندرونی خرابیوں کو درست کرنے کے لیے۔
Inertial نیویگیشن کی چھپائی
جدید نیویگیشن ٹیکنالوجیز میں، بشمول آسمانی نیویگیشن، سیٹلائٹ نیویگیشن، اور ریڈیو نیویگیشن، inertial نیویگیشن خود مختار کے طور پر نمایاں ہے۔ یہ نہ تو بیرونی ماحول میں سگنل خارج کرتا ہے اور نہ ہی آسمانی اشیاء یا بیرونی سگنلز پر منحصر ہے۔ نتیجتاً، inertial نیویگیشن سسٹم اعلیٰ ترین سطح پر چھپانے کی پیشکش کرتے ہیں، جو انہیں ان ایپلی کیشنز کے لیے مثالی بناتے ہیں جن کے لیے انتہائی رازداری کی ضرورت ہوتی ہے۔
Inertial نیویگیشن کی سرکاری تعریف
Inertial Navigation System (INS) ایک نیویگیشن پیرامیٹر کا تخمینہ لگانے والا نظام ہے جو جائروسکوپس اور ایکسلرومیٹر کو بطور سینسر لگاتا ہے۔ یہ نظام، جائروسکوپس کے آؤٹ پٹ پر مبنی، نیویگیشن کوآرڈینیٹ سسٹم قائم کرتا ہے جبکہ نیویگیشن کوآرڈینیٹ سسٹم میں کیریئر کی رفتار اور پوزیشن کا حساب لگانے کے لیے ایکسلرومیٹر کے آؤٹ پٹ کو استعمال کرتا ہے۔
Inertial نیویگیشن کی ایپلی کیشنز
Inertial ٹیکنالوجی نے متنوع ڈومینز میں وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز تلاش کی ہیں، بشمول ایرو اسپیس، ایوی ایشن، میری ٹائم، پیٹرولیم ایکسپلوریشن، جیوڈیسی، اوشینوگرافک سروے، جیولوجیکل ڈرلنگ، روبوٹکس، اور ریلوے سسٹم۔ اعلی درجے کے جڑواں سینسر کی آمد کے ساتھ، جڑواں ٹیکنالوجی نے دیگر شعبوں کے علاوہ آٹوموٹیو انڈسٹری اور طبی الیکٹرانک آلات تک اپنی افادیت کو بڑھا دیا ہے۔ ایپلی کیشنز کا یہ پھیلتا ہوا دائرہ بہت زیادہ ایپلی کیشنز کے لیے اعلیٰ درستگی کی نیویگیشن اور پوزیشننگ کی صلاحیتیں فراہم کرنے میں جڑتی نیویگیشن کے بڑھتے ہوئے اہم کردار کی نشاندہی کرتا ہے۔
Inertial Guidance کا بنیادی جزو:فائبر آپٹک جائروسکوپ
فائبر آپٹک گائروسکوپس کا تعارف
Inertial نیویگیشن سسٹم اپنے بنیادی اجزاء کی درستگی اور درستگی پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں۔ ایسا ہی ایک جزو جس نے ان نظاموں کی صلاحیتوں میں نمایاں اضافہ کیا ہے وہ ہے فائبر آپٹک گائروسکوپ (FOG)۔ FOG ایک اہم سینسر ہے جو قابل ذکر درستگی کے ساتھ کیریئر کی کونیی رفتار کی پیمائش کرنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔
فائبر آپٹک گائروسکوپ آپریشن
FOGs Sagnac اثر کے اصول پر کام کرتے ہیں، جس میں ایک لیزر بیم کو دو الگ الگ راستوں میں تقسیم کرنا شامل ہے، جس سے یہ کوائلڈ فائبر آپٹک لوپ کے ساتھ مخالف سمتوں میں سفر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ جب کیریئر، FOG کے ساتھ سرایت کرتا ہے، گھومتا ہے، دو بیموں کے درمیان سفر کے وقت میں فرق کیریئر کی گردش کی کونیی رفتار کے متناسب ہوتا ہے۔ اس وقت کی تاخیر، جسے Sagnac فیز شفٹ کہا جاتا ہے، اس کے بعد درست طریقے سے ماپا جاتا ہے، جو FOG کو کیریئر کی گردش کے حوالے سے درست ڈیٹا فراہم کرنے کے قابل بناتا ہے۔
فائبر آپٹک گائروسکوپ کے اصول میں فوٹو ڈیٹیکٹر سے روشنی کی شہتیر کا اخراج شامل ہے۔ یہ روشنی کی کرن ایک کپلر سے گزرتی ہے، ایک سرے سے داخل ہوتی ہے اور دوسرے سے باہر نکلتی ہے۔ اس کے بعد یہ آپٹیکل لوپ کے ذریعے سفر کرتا ہے۔ روشنی کے دو شہتیر، مختلف سمتوں سے آتے ہیں، لوپ میں داخل ہوتے ہیں اور گرد چکر لگانے کے بعد ایک مربوط سپرپوزیشن مکمل کرتے ہیں۔ واپس آنے والی روشنی روشنی خارج کرنے والے ڈائیوڈ (LED) میں دوبارہ داخل ہوتی ہے، جو اس کی شدت کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ اگرچہ فائبر آپٹک گائروسکوپ کا اصول سیدھا لگتا ہے، لیکن سب سے اہم چیلنج ان عوامل کو ختم کرنے میں ہے جو دو روشنی کی شعاعوں کے نظری راستے کی لمبائی کو متاثر کرتے ہیں۔ یہ فائبر آپٹک گائروسکوپس کی ترقی میں درپیش سب سے اہم مسائل میں سے ایک ہے۔
1: سپر لیومینسینٹ ڈائیوڈ 2: فوٹو ڈیٹیکٹر ڈائیوڈ
3. روشنی ماخذ کپلر 4.فائبر انگوٹی کپلر 5. آپٹیکل فائبر کی انگوٹی
فائبر آپٹک گائروسکوپس کے فوائد
FOGs بہت سے فوائد پیش کرتے ہیں جو انہیں inertial نیویگیشن سسٹمز میں انمول بناتے ہیں۔ وہ اپنی غیر معمولی درستگی، وشوسنییتا اور استحکام کے لیے مشہور ہیں۔ مکینیکل گائروس کے برعکس، FOGs میں کوئی حرکت پذیر پرزہ نہیں ہوتا، جس سے ٹوٹ پھوٹ کا خطرہ کم ہوتا ہے۔ مزید برآں، وہ جھٹکے اور کمپن کے خلاف مزاحم ہیں، انہیں ایرو اسپیس اور دفاعی ایپلی کیشنز جیسے ماحول کا مطالبہ کرنے کے لیے مثالی بناتے ہیں۔
Inertial نیویگیشن میں Fiber Optic Gyroscopes کا انضمام
Inertial نیویگیشن سسٹم اپنی اعلی درستگی اور وشوسنییتا کی وجہ سے تیزی سے FOGs کو شامل کر رہے ہیں۔ یہ جائروسکوپس واقفیت اور پوزیشن کے درست تعین کے لیے ضروری کونیی رفتار کی پیمائش فراہم کرتے ہیں۔ FOGs کو موجودہ inertial نیویگیشن سسٹمز میں ضم کرنے سے، آپریٹرز بہتر نیویگیشن درستگی سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں، خاص طور پر ایسے حالات میں جہاں انتہائی درستگی ضروری ہو۔
Inertial نیویگیشن میں Fiber Optic Gyroscopes کی ایپلی کیشنز
FOGs کی شمولیت نے مختلف ڈومینز میں inertial نیویگیشن سسٹمز کی ایپلی کیشنز کو وسعت دی ہے۔ ایرو اسپیس اور ایوی ایشن میں، FOG سے لیس نظام طیاروں، ڈرونز اور خلائی جہاز کے لیے نیویگیشن کے عین مطابق حل پیش کرتے ہیں۔ یہ سمندری نیویگیشن، جیولوجیکل سروے اور جدید روبوٹکس میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، جو ان نظاموں کو بہتر کارکردگی اور بھروسے کے ساتھ کام کرنے کے قابل بناتے ہیں۔
فائبر آپٹک جائروسکوپس کے مختلف ساختی تغیرات
فائبر آپٹک گائروسکوپس مختلف ساختی کنفیگریشنز میں آتے ہیں، جس میں فی الحال انجینئرنگ کے دائرے میں داخل ہونے والا سب سے اہم ہے۔بند لوپ پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والا فائبر آپٹک جائروسکوپ. اس جائروسکوپ کے مرکز میں ہے۔پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والا فائبر لوپپولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے ریشوں اور بالکل ٹھیک ڈیزائن کردہ فریم ورک پر مشتمل ہے۔ اس لوپ کی تعمیر میں چار گنا سمیٹرک وائنڈنگ کا طریقہ شامل ہے، جو ایک منفرد سیلنگ جیل کے ذریعے سالڈ سٹیٹ فائبر لوپ کوائل بنانے کے لیے شامل ہے۔
کی اہم خصوصیاتپولرائزیشن- مینٹیننگ فائبر آپٹک جیyro کنڈلی
▶ منفرد فریم ورک ڈیزائن:گائروسکوپ لوپس میں ایک مخصوص فریم ورک ڈیزائن ہے جو پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے مختلف قسم کے ریشوں کو آسانی کے ساتھ ایڈجسٹ کرتا ہے۔
▶ چار گنا ہموار سمیٹنے کی تکنیک:چار گنا سمیٹرک وائنڈنگ تکنیک شوپ اثر کو کم کرتی ہے، درست اور قابل اعتماد پیمائش کو یقینی بناتی ہے۔
▶ اعلی درجے کی سگ ماہی جیل مواد:اعلی درجے کی سیلنگ جیل مواد کا روزگار، ایک منفرد علاج کی تکنیک کے ساتھ مل کر، کمپن کے خلاف مزاحمت کو بڑھاتا ہے، یہ جائروسکوپ لوپس کو مطالبہ کرنے والے ماحول میں ایپلی کیشنز کے لیے مثالی بناتا ہے۔
▶ اعلی درجہ حرارت ہم آہنگی استحکام:گائروسکوپ لوپس اعلی درجہ حرارت کے ہم آہنگی کے استحکام کو ظاہر کرتے ہیں، مختلف تھرمل حالات میں بھی درستگی کو یقینی بناتے ہیں۔
▶ آسان ہلکا پھلکا فریم ورک:گائروسکوپ لوپس ایک سیدھے لیکن ہلکے وزن کے فریم ورک کے ساتھ انجنیئر کیے گئے ہیں، جو اعلی پروسیسنگ کی درستگی کی ضمانت دیتے ہیں۔
▶مستقل سمیٹنے کا عمل:سمیٹنے کا عمل مستحکم رہتا ہے، مختلف صحت سے متعلق فائبر آپٹک گائروسکوپس کی ضروریات کے مطابق ہوتا ہے۔
حوالہ
گرووز، PD (2008)۔ Inertial نیویگیشن کا تعارف۔جرنل آف نیویگیشن، 61(1)، 13-28۔
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019)۔ نیویگیشن ایپلی کیشنز کے لیے Inertial سینسر ٹیکنالوجیز: اسٹیٹ آف دی آرٹ۔سیٹلائٹ نیویگیشن، 1(1)، 1-15۔
ووڈ مین، او جے (2007)۔ inertial نیویگیشن کا تعارف۔یونیورسٹی آف کیمبرج، کمپیوٹر لیبارٹری، UCAM-CL-TR-696.
چتیلا، آر، اور لاؤمنڈ، جے پی (1985)۔ موبائل روبوٹس کے لیے پوزیشن کا حوالہ اور مسلسل عالمی ماڈلنگ۔روبوٹکس اور آٹومیشن پر 1985 IEEE بین الاقوامی کانفرنس کی کارروائی میں(جلد 2، صفحہ 138-145)۔ آئی ای ای ای