2025-11-17
जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम (INS) एक पूरी तरह से स्वायत्त नेविगेशन समाधान है जिसका व्यापक रूप से एयरोस्पेस, यूएवी, समुद्री जहाजों, रोबोटिक्स और उच्च-अंत औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। उपग्रह-आधारित सिस्टम के विपरीत, एक INS बाहरी संकेतों पर निर्भर नहीं करता है। इसके बजाय, यह आंतरिक सेंसर और एल्गोरिदम के माध्यम से पूरी तरह से स्थिति, वेग और रवैया की गणना करता है।
यह लेख एक INS की पूरी सिस्टम संरचना और इसके उप-प्रणालियों के सटीक और विश्वसनीय नेविगेशन प्रदान करने के लिए एक साथ कैसे काम करते हैं, इसकी व्याख्या करता है।
एक INS लगातार त्वरण और कोणीय दर को मापकर एक प्लेटफॉर्म की गति निर्धारित करता है। इन मापों को गणना करने के लिए नेविगेशन एल्गोरिदम के माध्यम से संसाधित किया जाता है:
स्थिति
वेग
रवैया (रोल, पिच, याव)
इसे प्राप्त करने के लिए, एक INS सटीक हार्डवेयर, यांत्रिक संरचनाओं, इलेक्ट्रॉनिक्स और अंशांकन विधियों के संयोजन को एकीकृत करता है।
एक जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम के मुख्य घटकों में शामिल हैं:
IMU INS का संवेदी कोर है। यह एकीकृत करता है:
गाइरोस्कोप
तीन अक्षों के चारों ओर घूर्णन की कोणीय दर को मापता है।
त्वरणमापी
तीन अक्षों के साथ रैखिक त्वरण को मापता है।
एक साथ, ये छह डिग्री की स्वतंत्रता नेविगेशन गणना के लिए आवश्यक कच्चे गति डेटा प्रदान करते हैं।
नेविगेशन कंप्यूटर IMU के कच्चे संकेतों को उपयोगी नेविगेशन जानकारी में बदलने के लिए जिम्मेदार है।
यह प्रदर्शन करता है:
डेटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण
सेंसर आउटपुट को फ़िल्टर करना, नमूना लेना और परिवर्तित करना।
नेविगेशन समाधान
स्ट्रैपडाउन गणना, रवैया एकीकरण, वेग अपडेट और स्थिति गणना जैसे एल्गोरिदम लागू करता है।
त्रुटि मुआवजा
अंशांकन डेटा, पूर्वाग्रह हटाने, स्केल फैक्टर सुधार और तापमान मुआवजा लागू करता है।
निरंतर सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, डंपिंग सिस्टम प्लेटफॉर्म की गति को स्थिर करता है और कंपन, झटके और यांत्रिक गड़बड़ी के प्रभाव को कम करता है।
इसके कार्यों में शामिल हैं:
कंपन के कारण सेंसर शोर को कम करना
यांत्रिक दोलनों के लिए डंपिंग प्रदान करना
सटीक संरेखण में सहायता करना
डंपिंग डिज़ाइन विशेष रूप से हवाई और मोबाइल अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है।
इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम बिजली प्रबंधन, सिग्नल कंडीशनिंग और संचार इंटरफेस प्रदान करता है।
मुख्य तत्व:
बिजली विनियमन और वितरण
डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट
संचार प्रोटोकॉल (CAN, RS422, ईथरनेट, आदि)
सिस्टम निगरानी और सुरक्षा
यांत्रिक संरचना INS की भौतिक नींव प्रदान करती है।
एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई यांत्रिक संरचना में सुधार होता है:
कंपन प्रतिरोध
थर्मल स्थिरता
दीर्घकालिक संरचनात्मक अखंडता
पर्यावरण कठोरता
यह भाग सुनिश्चित करता है कि सिस्टम मांग की स्थिति में लगातार प्रदर्शन करे।
इष्टतम सटीकता प्राप्त करने के लिए, एक INS को अंशांकन और इनिशियलाइज़ेशन की कई परतों की आवश्यकता होती है।
इनमें सेंसर पूर्वाग्रह, स्थापना कोण, स्केल फैक्टर और पर्यावरणीय गुणांक शामिल हैं।
नेविगेशन गणना शुरू करने के लिए सिस्टम को एक सटीक प्रारंभिक समन्वय की आवश्यकता होती है।
IMU सेंसर अत्यधिक तापमान-संवेदनशील होते हैं।
तापमान अंशांकन के लिए क्षतिपूर्ति करता है:
पूर्वाग्रह बहाव
स्केल फैक्टर परिवर्तन
गैर-रैखिक तापमान प्रभाव
यह उच्च-सटीक प्रदर्शन के लिए आवश्यक है।
प्रारंभिक संरेखण रवैया संदर्भ (रोल / पिच / हेडिंग) स्थापित करता है।
दो सामान्य संरेखण प्रकार:
स्थैतिक संरेखण– जब सिस्टम स्थिर हो तो किया जाता है
डायनेमिक संरेखण– एल्गोरिदम द्वारा सहायता प्राप्त, चलते समय किया जाता है
उचित संरेखण पूरे ऑपरेशन के दौरान सटीक हेडिंग और रवैया आउटपुट सुनिश्चित करता है।
सभी सेंसर डेटा को संसाधित करने और सुधार लागू करने के बाद, INS आउटपुट करता है:
रवैया(रोल, पिच, याव)
वेग(उत्तर/पूर्व/नीचे या XYZ)
स्थिति(GPS निर्देशांक या स्थानीय समन्वय प्रणाली)
त्रुटि पैरामीटर(निदान, स्थिति, गुणवत्ता संकेतक)
इन आउटपुट की सटीकता सेंसर गुणवत्ता, अंशांकन पूर्णता और एल्गोरिदम प्रदर्शन पर निर्भर करती है।
जड़त्वीय नेविगेशन सिस्टम सटीक सेंसर, परिष्कृत एल्गोरिदम और उन्नत अंशांकन प्रक्रियाओं पर निर्मित एक जटिल लेकिन शक्तिशाली तकनीक है। GNSS-अस्वीकृत वातावरण में निर्बाध नेविगेशन प्रदान करने की इसकी क्षमता इसे आधुनिक एयरोस्पेस, रक्षा, रोबोटिक्स और औद्योगिक अनुप्रयोगों में अपूरणीय बनाती है।
पूरी INS सिस्टम संरचना—IMU, नेविगेशन कंप्यूटर, डंपिंग, इलेक्ट्रॉनिक सबसिस्टम, यांत्रिक संरचना, और अंशांकन वर्कफ़्लो—को समझना उपयोगकर्ताओं को इसकी गहराई और तकनीकी महत्व की सराहना करने में मदद करता है।
