APLICACIONES

Puntos claveProducto: Sistema de navegación inercial North FinderCaracterísticas principales:Componentes: Utiliza giroscopios y acelerómetros para proporcionar mediciones inerciales precisas para la funcionalidad de búsqueda del norte.Función: Determina de forma rápida y precisa la dirección norte en todas las condiciones climáticas, independientemente de las señales externas.Aplicaciones: Adecuado para usos militares y civiles que requieren orientación autónoma y resistente a interferencias.Procesamiento de datos: cuenta con software avanzado para la recopilación de datos de sensores, su procesamiento y corrección de errores de actitud.Modularidad: el software es modular para facilitar el desarrollo, las pruebas y el mantenimiento, lo que permite actualizaciones flexibles del sistema.La aparición del buscador de norte constituye un logro importante en el desarrollo de la tecnología de navegación inercial. Su uso es generalizado en los ámbitos militar y civil, mediante la configuración de sensores inerciales para formar un sistema de medición inercial de precisión, capaz de detectar con precisión los parámetros de posición relevantes del portaaviones y proporcionar diversas fuentes de información, como la posición de las coordenadas, la orientación y la actitud del portaaviones con otros equipos.El buscador de norte es un instrumento inercial con las ventajas de un instrumento inercial: funciona por inercia, no depende de información externa, no irradia energía al exterior, no está sujeto a interferencias externas, no está expuesto a campos magnéticos ni a otras interferencias ambientales, es resistente a la intemperie y ofrece un rendimiento superior en entornos de alta y baja temperatura. Es un sistema de orientación autónomo. Puede determinar el norte con rapidez y precisión en cualquier condición climática.En el hardware del buscador del norte, la salida de la señal del sensor del giroscopio y del acelerómetro se filtra, se regula y se amplifica, y la señal analógica se convierte en señal digital mediante un convertidor A/D a la computadora de control del sistema de búsqueda del norte para el cálculo y el procesamiento.El software del buscador de norte es el alma del sistema. Sin su control, el hardware es prácticamente inútil y no puede alcanzar su máximo rendimiento. El software controla el hardware de todo el sistema, establece el valor inicial, recopila datos regularmente, establece una interfaz de interacción persona-computadora y proporciona una interfaz serial y una interfaz de comunicación de red para el intercambio de datos con el exterior.El contenido principal del software del buscador de norte incluye dos partes: una es el software de gestión, que hace que el hardware funcione de acuerdo con el programa predeterminado, como la inicialización de cada parte, la gestión de interrupciones en el proceso de ejecución, la gestión de la comunicación entre el sistema y la conexión externa; El segundo es el software de procesamiento de datos, que muestrea la información de cada sensor y procesa los datos muestreados para evitar la salida del resultado de la búsqueda del norte.Sus tareas principales son: 1. Inicialización del sistema: incluye la selección de la posición inicial del sistema, el juicio de cierre de retroalimentación del giroscopio, la inicialización del muestreo A/D, etc.2. Control de transferencia del sistema: el software controla el motor para girar según la posición predeterminada.3. Procesamiento de datos: muestreo A/D y preprocesamiento de datos; cálculo de matriz de actitud y corrección de errores; visualización y salida, etc. Estas tareas están entrelazadas en el tiempo y dependen de la gestión de interrupciones para coordinarlas.En el diseño de North Finder, seguimos el principio básico de modularidad: el programa se divide en varios módulos, cada uno de los cuales asigna una función y, al unirse, estos módulos completan la función especificada. Las ventajas de desarrollar módulos con funciones independientes y sin demasiada interacción entre ellos se demuestran principalmente en: primero, el software de implementación modular es relativamente fácil de desarrollar; segundo, los módulos independientes son fáciles de probar y mantener, y pueden modificarse, reemplazarse o insertarse fácilmente en nuevos módulos cuando sea necesario.La empresa Micro-Magic Inc en la fabricación del buscador del norte ha dominado la tecnología especializada, en el software y hardware interno del sistema de navegación, la selección de Micro-Magic Inc son componentes inerciales rentables y de alto rendimiento, actualmente tiene un nuevo tipo de buscador del norte diferente del buscador del norte tradicional, es nuestro NF2000, si está interesado en esto, bienvenido a comunicarse con nuestro personal profesional. NF2000Sistema de navegación inercial Buscador del norte de niebla de alta precisión  

Puntos claveProducto: Buscador de norte giroscópico NF1000Características principales:Componentes: Utiliza un giroscopio y un acelerómetro flexible de cuarzo en un sistema de sujeción para lograr una medición precisa del azimut.Función: Proporciona búsqueda y orientación del norte en tiempo real y en cualquier condición climática, calculando el acimut y el ángulo de inclinación para aplicaciones como la perforación direccional.Aplicaciones: Ideal para operaciones militares, exploración de petróleo y gas y proyectos de ingeniería en espacios confinados.Diseño compacto: Tamaño: Φ31,8 x 85 mm, Peso: 400 g, que ofrece portabilidad y adaptabilidad mejoradas.Rendimiento: Las funciones avanzadas como la compensación de inclinación y la autoalineación garantizan una orientación precisa y confiable en entornos difíciles.Conclusión: El NF1000 ofrece una búsqueda y orientación del norte rápidas y precisas, lo que lo convierte en una herramienta valiosa para perforación direccional, navegación militar y otras aplicaciones de ingeniería.En la orientación militar y civil, el buscador de norte se utiliza ampliamente. Permite determinar el norte de forma estática, en cualquier condición climática, en cualquier dirección, de forma rápida y en tiempo real, determinando así el azimut del portaaviones, es decir, el ángulo entre un eje de referencia del portaaviones y la dirección norte verdadero. Este ángulo se utiliza como referencia azimutal para la observación, la orientación de objetivos y el restablecimiento del sistema de navegación. También se puede utilizar como referencia de rumbo en operaciones subterráneas, como túneles y minas, en aplicaciones militares, especialmente cuando el giroscopio busca norte requiere una orientación rápida y precisa en poco tiempo.1. Principios básicos de la búsqueda del norteEl buscador de norte utiliza el giroscopio para calcular el ángulo entre la portadora y la dirección norte verdadero. Este sistema utiliza un giroscopio y un acelerómetro flexible de cuarzo para formar un sistema de correa. El eje sensible de un acelerómetro es paralelo al eje sensible del giroscopio. El otro es ortogonal al plano horizontal del giroscopio y al acelerómetro para formar un conjunto inercial relativo a la base de instalación alrededor del eje vertical, de acuerdo con el comando del sistema de control. La rotación del conjunto alrededor del eje vertical puede resolverse para medir la aceleración azimutal del conjunto inercial y compensar la componente vertical de la velocidad angular de rotación de la Tierra.2. Tecnología de perforación petroleraLa perforación y el desarrollo de petróleo son una industria que requiere de alta inversión, alto riesgo, alto rendimiento, uso intensivo de tecnología y de capital; los errores en la toma de decisiones u operativos causarán enormes pérdidas económicas y sociales.Con la mejora en el nivel de exploración de petróleo y gas en tierra y mar, los tipos de yacimientos de petróleo y gas se han vuelto complejos y diversificados, la proporción de yacimientos de petróleo y gas de baja y ultrabaja permeabilidad ha aumentado año tras año, y la profundidad de los pozos ha evolucionado de superficiales y medianamente profundos a profundos e incluso ultraprofundos. Los tipos de yacimientos de petróleo y gas se han ampliado de convencionales a no convencionales. El tipo sedimentario se ha expandido de continental a marino. El trabajo de exploración y desarrollo ha entrado en la etapa de baja, profunda y difícil, lo que plantea nuevos desafíos para la explotación de petróleo y gas. En este caso, el uso continuo de la tecnología de pozos verticales no satisfará las necesidades de la perforación moderna, por lo que surgió la tecnología de perforación direccional.La perforación direccional siempre se ha considerado "el proceso y la ciencia de desviar un pozo en una dirección específica para perforar hacia un objetivo subterráneo predeterminado". Como lo demuestra el buscador de norte direccional de perforación, el ángulo azimutal y el ángulo de inclinación son dos parámetros clave para el posicionamiento del pozo. Los indicadores clave de rendimiento del giroscopio y el acelerómetro se pueden probar y calibrar automáticamente mediante el software integrado del buscador de norte del giroscopio.Durante la construcción de la perforación, la plataforma llega al sitio designado. Según el azimut y el ángulo de inclinación diseñados, el operador predeterminó aproximadamente la orientación y el ángulo de inclinación de la plataforma, y ​​luego colocó el instrumento de búsqueda del norte en una posición horizontal cerca del sitio de perforación para la operación de búsqueda del norte. Una vez completada la búsqueda del norte, el instrumento se coloca en el riel guía de la plataforma para mostrar la información de la orientación actual de la plataforma (ángulo de inclinación y azimut), y luego se ajusta la orientación de la plataforma hasta que alcanza el ángulo de diseño.Ante los problemas encontrados en el proceso de prospección de perforación, lanzamos el nuevo detector de norte NF1000, especialmente para minería petrolera, perforación direccional y otras aplicaciones de ingeniería. Este detector no solo ha logrado un avance en su diseño, sino que también ha mejorado considerablemente su volumen y peso. Su tamaño es de tan solo Φ31,8 x 85 mm y su peso de 400 g, lo que supone un gran avance en los productos inerciales tradicionales de la serie North Finder. Su desarrollo permite a más ingenieros afrontar entornos de monitoreo más complejos y con espacio limitado.3. ResumenEl buscador de norte de Micro-Magic Inc. utiliza un sistema de sujeción. Para controlar la deriva de desviación cero y el error aleatorio del buscador de norte, Micro-Magic Inc. ha implementado numerosas mejoras técnicas. Actualmente, el nuevo buscador de norte NF1000 no solo ofrece funciones de compensación de inclinación y autoalineación, sino que también puede utilizarse en la sonda. Esto facilita un espacio de monitoreo más limitado. Si le interesa este producto, contáctenos. NF1000Sistema de navegación inercial MEMS dinámico de alto rendimiento Buscador del norte  

Puntos claveProducto: Sistema de navegación inercial puro (INS) basado en IMUCaracterísticas principales:Componentes: Utiliza acelerómetros y giroscopios MEMS para la medición en tiempo real de la aceleración y la velocidad angular.Función: Integra datos de posición y actitud iniciales con mediciones IMU para calcular la posición y actitud en tiempo real.Aplicaciones: Ideal para navegación en interiores, aeroespacial, sistemas autónomos y robótica.Desafíos: aborda errores de sensores, deriva acumulativa e impactos ambientales dinámicos con métodos de calibración y filtrado.Conclusión: Proporciona un posicionamiento preciso en entornos desafiantes, con un rendimiento sólido cuando se combina con sistemas de posicionamiento auxiliares como GPS. La ley de la deriva de la constante del instrumento con la temperatura de un giroteodolito es un fenómeno complejo que implica la interacción de múltiples componentes y sistemas dentro del instrumento. La constante del instrumento se refiere al valor de referencia de la medición del giroteodolito en condiciones específicas. Es crucial para garantizar la precisión y la estabilidad de la medición.Los cambios de temperatura provocarán la deriva de las constantes del instrumento, principalmente porque las diferencias en los coeficientes de expansión térmica de los materiales provocan cambios en la estructura del instrumento, y el rendimiento de los componentes electrónicos varía con los cambios de temperatura. Este patrón de deriva suele ser no lineal, ya que los diferentes materiales y componentes responden de forma distinta a la temperatura.Para estudiar la deriva de las constantes del instrumento de un giroteodolito con la temperatura, generalmente se requiere una serie de experimentos y análisis de datos. Esto incluye calibrar y medir el instrumento a diferentes temperaturas, registrar los cambios en las constantes del instrumento y analizar la relación entre la temperatura y las constantes del instrumento.Mediante el análisis de datos experimentales, se puede determinar la tendencia de las constantes del instrumento a cambiar con la temperatura e intentar establecer un modelo matemático que describa esta relación. Estos modelos pueden basarse en regresión lineal, ajuste polinómico u otros métodos estadísticos, y se utilizan para predecir y compensar la deriva de las constantes del instrumento a diferentes temperaturas.Comprender la deriva de las constantes del instrumento de un giroteodolito con la temperatura es fundamental para mejorar la precisión y la estabilidad de las mediciones. Mediante las medidas de compensación correspondientes, como el control de temperatura, la calibración y el procesamiento de datos, se puede reducir el impacto de la temperatura en las constantes del instrumento, mejorando así el rendimiento de las mediciones del giroteodolito.Cabe señalar que las reglas de deriva y los métodos de compensación específicos pueden variar según los diferentes modelos de giroteodolito y los escenarios de aplicación. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, es necesario estudiar e implementar las medidas correspondientes según las situaciones específicas.El estudio del patrón de deriva de las constantes del instrumento del teodolito giroscópico con la temperatura generalmente implica monitorear y analizar el desempeño del instrumento en diferentes condiciones de temperatura.El propósito de dicha investigación es comprender cómo los cambios de temperatura afectan las constantes del instrumento de un teodolito giroscópico y posiblemente encontrar una manera de compensar o corregir este efecto de la temperatura.Las constantes instrumentales generalmente se refieren a las propiedades inherentes de un instrumento en condiciones específicas, como la temperatura estándar. En el caso del giroteodolito, las constantes instrumentales pueden estar relacionadas con la precisión de la medición, la estabilidad, etc.Cuando la temperatura ambiente cambia, las propiedades del material, la estructura mecánica, etc. dentro del instrumento pueden cambiar, lo que afecta las constantes del instrumento.Para estudiar este patrón de deriva, generalmente se requieren los siguientes pasos:Seleccione un rango de diferentes puntos de temperatura para cubrir los entornos operativos que puede encontrar un teodolito giroscópico.Tome múltiples mediciones direccionales en cada punto de temperatura para obtener suficientes muestras de datos.Analice los datos y observe la tendencia de las constantes del instrumento en función de la temperatura.Intente construir un modelo matemático para describir esta relación, como regresión lineal, ajuste polinomial, etc.Utilice este modelo para predecir las constantes del instrumento a diferentes temperaturas y posiblemente desarrollar métodos para compensar los efectos de la temperatura.Un modelo matemático podría verse así:K(T) = a + b × T + c × T^2 + …Entre ellos, K(T) es la constante del instrumento a la temperatura T, y a, b, c, etc. son los coeficientes a ajustar.Este tipo de investigación es de gran importancia para mejorar el rendimiento del teodolito giroscópico en diferentes condiciones ambientales.Cabe señalar que los métodos de investigación específicos y los modelos matemáticos pueden variar según los modelos de instrumentos específicos y los escenarios de aplicación.ResumirLa ley de la deriva de la constante del instrumento con la temperatura de un giroteodolito es un fenómeno complejo que implica la interacción de múltiples componentes y sistemas dentro del instrumento. La constante del instrumento se refiere al valor de referencia de la medición del giroteodolito en condiciones específicas. Es crucial para garantizar la precisión y la estabilidad de la medición.Los cambios de temperatura provocarán la deriva de las constantes del instrumento, principalmente porque las diferencias en los coeficientes de expansión térmica de los materiales provocan cambios en la estructura del instrumento, y el rendimiento de los componentes electrónicos varía con los cambios de temperatura. Este patrón de deriva suele ser no lineal, ya que los diferentes materiales y componentes responden de forma distinta a la temperatura.Para estudiar la deriva de las constantes del instrumento de un giroteodolito con la temperatura, generalmente se requiere una serie de experimentos y análisis de datos. Esto incluye calibrar y medir el instrumento a diferentes temperaturas, registrar los cambios en las constantes del instrumento y analizar la relación entre la temperatura y las constantes del instrumento.Mediante el análisis de datos experimentales, se puede determinar la tendencia de las constantes del instrumento a cambiar con la temperatura e intentar establecer un modelo matemático que describa esta relación. Estos modelos pueden basarse en regresión lineal, ajuste polinómico u otros métodos estadísticos, y se utilizan para predecir y compensar la deriva de las constantes del instrumento a diferentes temperaturas.Comprender la deriva de las constantes del instrumento de un giroteodolito con la temperatura es fundamental para mejorar la precisión y la estabilidad de las mediciones. Mediante las medidas de compensación correspondientes, como el control de temperatura, la calibración y el procesamiento de datos, se puede reducir el impacto de la temperatura en las constantes del instrumento, mejorando así el rendimiento de las mediciones del giroteodolito.Cabe señalar que las reglas de deriva y los métodos de compensación específicos pueden variar según los diferentes modelos de giroteodolito y los escenarios de aplicación. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, es necesario estudiar e implementar las medidas correspondientes según las situaciones específicas.El estudio del patrón de deriva de las constantes del instrumento del teodolito giroscópico con la temperatura generalmente implica monitorear y analizar el desempeño del instrumento en diferentes condiciones de temperatura.El propósito de dicha investigación es comprender cómo los cambios de temperatura afectan las constantes del instrumento de un teodolito giroscópico y posiblemente encontrar una manera de compensar o corregir este efecto de la temperatura.Las constantes instrumentales generalmente se refieren a las propiedades inherentes de un instrumento en condiciones específicas, como la temperatura estándar. En el caso del giroteodolito, las constantes instrumentales pueden estar relacionadas con la precisión de la medición, la estabilidad, etc.Cuando la temperatura ambiente cambia, las propiedades del material, la estructura mecánica, etc. dentro del instrumento pueden cambiar, lo que afecta las constantes del instrumento.Para estudiar este patrón de deriva, generalmente se requieren los siguientes pasos:Seleccione un rango de diferentes puntos de temperatura para cubrir los entornos operativos que puede encontrar un teodolito giroscópico.Tome múltiples mediciones direccionales en cada punto de temperatura para obtener suficientes muestras de datos.Analice los datos y observe la tendencia de las constantes del instrumento en función de la temperatura.Intente construir un modelo matemático para describir esta relación, como regresión lineal, ajuste polinomial, etc.Utilice este modelo para predecir las constantes del instrumento a diferentes temperaturas y posiblemente desarrollar métodos para compensar los efectos de la temperatura.Un modelo matemático podría verse así:K(T) = a + b × T + c × T^2 + …Entre ellos, K(T) es la constante del instrumento a la temperatura T, y a, b, c, etc. son los coeficientes a ajustar.Este tipo de investigación es de gran importancia para mejorar el rendimiento del teodolito giroscópico en diferentes condiciones ambientales.Cabe señalar que los métodos de investigación específicos y los modelos matemáticos pueden variar según los modelos de instrumentos específicos y los escenarios de aplicación. MG502Giroscopio MEMS MG502  

Puntos claveProducto: Sistema de localización del norte de pozos con giroscopio MEMSCaracterísticas principales:Componentes: Emplea giroscopios MEMS para la búsqueda del norte, con tamaño compacto, bajo costo y alta resistencia a los golpes.Función: Utiliza un método mejorado de dos posiciones (90° y 270°) y corrección de actitud en tiempo real para una determinación precisa del norte.Aplicaciones: Optimizado para sistemas de perforación de fondo de pozo en entornos subterráneos complejos.Fusión de datos: combina datos del giroscopio con correcciones de declinación magnética local para el cálculo del norte verdadero, lo que garantiza una navegación precisa durante la perforación.Conclusión: Ofrece capacidades de búsqueda del norte precisas, confiables e independientes, ideales para perforaciones y aplicaciones similares.El nuevo giroscopio MEMS es un tipo de giroscopio inercial de estructura simple, que ofrece las ventajas de bajo costo, tamaño compacto y resistencia a vibraciones de alto impacto. El giroscopio inercial buscador de norte puede completar la búsqueda de norte independiente en cualquier condición climática sin restricciones externas, logrando un trabajo rápido, de alta eficiencia, alta precisión y continuo. Basándose en las ventajas del giroscopio MEMS, este es ideal para sistemas de búsqueda de norte en pozos. Este artículo describe la investigación de fusión segmentada del sistema de búsqueda de norte de pozos con giroscopio MEMS. A continuación, se presentará la búsqueda de norte mejorada de dos posiciones, el esquema de búsqueda de norte de pozos por fusión con giroscopio MEMS y la determinación del valor de búsqueda de norte.Detección mejorada del norte en dos posicionesEl esquema estático de búsqueda del norte con dos posiciones generalmente selecciona 0° y 180° como posiciones inicial y final. Tras repetidos experimentos, se registra la velocidad angular de salida del giroscopio y el ángulo final de búsqueda del norte se obtiene combinando la latitud local. El experimento adoptó el método de dos posiciones cada 10°, recopiló 360° de la plataforma giratoria y obtuvo un total de 36 conjuntos de datos. Tras promediar cada conjunto de datos, los valores de la solución medidos se muestran en la Figura 1.Figura 1 Curva de ajuste de la salida del giroscopio de 0 a 360°Como se puede ver en la Figura 1, la curva de ajuste de salida es una curva coseno, pero los datos experimentales y los ángulos aún son pequeños, y los resultados experimentales carecen de precisión. Se realizaron experimentos repetidos, y el ángulo de adquisición se amplió a 0~660°, y el método de dos posiciones se aplicó cada 10° desde 0°, y los resultados de los datos se muestran en la Figura 2. La tendencia de la imagen es una curva coseno, y existen diferencias obvias en la distribución de los datos. En la cresta y el valle de la curva coseno, la distribución de los puntos de datos es dispersa y el grado de ajuste a la curva es bajo, mientras que en el punto con la pendiente más alta de la curva, el ajuste de los puntos de datos a la curva es más evidente.Figura 2 Curva de ajuste de la salida del giroscopio en dos posiciones 0~660°En combinación con la relación entre el acimut y la amplitud de salida del giroscopio en la Figura 3, se puede concluir que el ajuste de los datos es mejor cuando se adopta la búsqueda del norte en dos posiciones, a 90° y 270°, lo que indica que es más fácil y preciso detectar el ángulo norte en dirección este-oeste. Por lo tanto, en este artículo se utilizan 90° y 270°, en lugar de 0° y 180°, como posiciones de adquisición de la salida del giroscopio para la búsqueda del norte en dos posiciones.Figura 3 Relación entre el azimut y la amplitud de salida del giroscopioFusión de pozos con giroscopio MEMS para búsqueda del norteEl uso de un giroscopio MEMS en un sistema de búsqueda del norte de un pozo se enfrenta a un entorno complejo, con un ángulo de orientación variable durante la perforación, lo que complica considerablemente la solución del ángulo norte. En esta sección, basándose en la mejora del esquema de búsqueda del norte de dos posiciones de la sección anterior, se propone un método para obtener el ángulo de orientación controlando la rotación según la información de salida, obteniendo así el ángulo con el norte incluido. El diagrama de flujo específico se muestra en la Figura 4.El giroscopio MEMS se transmite a la computadora superior a través de la interfaz de datos RS232. Como se muestra en la Figura 4, tras obtener el ángulo norte inicial mediante la búsqueda del norte en las dos posiciones, se realiza el siguiente paso de perforación. Tras recibir la instrucción de búsqueda del norte, la perforación se detiene. La información del ángulo de orientación del giroscopio MEMS se recopila y se transmite a la computadora superior. La rotación del sistema de búsqueda del norte del pozo se controla mediante la información del ángulo de orientación, y los ángulos de balanceo y cabeceo se ajustan a 0. El ángulo de rumbo en este momento es el ángulo entre el eje sensible y la dirección norte magnética.En este esquema, el ángulo entre el giroscopio MEMS y la dirección norte verdadero se puede obtener en tiempo real mediante la recopilación de información del ángulo de actitud.Figura 4 Diagrama de flujo de búsqueda de fusión norteSe determina el valor que busca el norteEn el esquema de búsqueda del norte por fusión, se realizó la búsqueda del norte mejorada de dos posiciones en el giroscopio MEMS. Tras completar la búsqueda del norte, se obtuvo la posición norte inicial, se registró el ángulo de rumbo θ y el estado de actitud inicial fue (0,0,θ), como se muestra en la Figura 5(a). Durante la perforación, el ángulo de actitud del giroscopio cambia, y los ángulos de balanceo y cabeceo se regulan mediante la mesa giratoria, como se muestra en la Figura 5(b).Como se muestra en la Figura 5(b), al perforar la broca, el sistema recibe la información del ángulo de orientación del instrumento de orientación y necesita determinar los valores del ángulo de alabeo γ' y del ángulo de cabeceo β', y rotarlos mediante el sistema de control de rotación para que giren a cero. En este momento, el dato del ángulo de rumbo de salida es el ángulo entre el eje sensible y la dirección norte magnético. El ángulo entre el eje sensible y la dirección norte verdadero debe obtenerse según la relación entre el norte magnético y la dirección norte verdadero, y el ángulo norte verdadero debe obtenerse combinando el ángulo de declinación magnética local. La solución es la siguiente:θ'=Φ-∆φEn la fórmula anterior, θ es el ángulo de dirección de la broca y el norte verdadero, ∆φ es el ángulo de declinación magnética local, Φ es el ángulo de la broca y el norte magnético.Figura 5 Cambio de actitud inicial y de perforación ÁnguloSe determina el valor que busca el norteEn este capítulo, se estudia el esquema de búsqueda del norte del sistema subterráneo de giroscopio MEMS. Basándose en el esquema de búsqueda del norte de dos posiciones, se propone un esquema mejorado de búsqueda del norte de dos posiciones con posiciones iniciales de 90° y 270°. Gracias al continuo progreso de los giroscopios MEMS, los giroscopios de búsqueda del norte MEMS, como el MG2-101, pueden lograr una búsqueda del norte independiente. Su rango de medición dinámico es de 100°/s, funciona en un entorno de -40 °C a +85 °C, presenta una inestabilidad de polarización de 0,1°/h y una desviación aleatoria de la velocidad angular de 0,005°/√h.Espero que pueda comprender el esquema de búsqueda del norte del giroscopio MEMS a través de este artículo y espero poder discutir temas profesionales con usted. MG502Giroscopio MEMS MG502  

Puntos claveProducto: Giroscopio de fibra óptica integrado basado en chip ópticoCaracterísticas principales:Componentes: Utiliza un chip óptico integrado que combina funciones como luminiscencia, división de haz, modulación y detección en una plataforma de película delgada de niobato de litio (LNOI).Función: Logra una integración “multi-en-uno” de funciones de trayectoria óptica no sensibles, reduciendo el tamaño y los costos de producción al tiempo que mejora la polarización y la modulación de fase para un rendimiento preciso del giroscopio.Aplicaciones: Adecuado para posicionamiento, navegación, control de actitud y medición de inclinación de pozos petroleros.Optimización: mejoras adicionales en la relación de extinción de polarización, la potencia de emisión y la eficiencia de acoplamiento pueden mejorar la estabilidad y la precisión.Conclusión: Este diseño integrado abre el camino para giroscopios de fibra óptica miniaturizados y de bajo costo, satisfaciendo la creciente demanda de soluciones de navegación inercial compactas y confiables.Gracias a las ventajas de su estado sólido, alto rendimiento y diseño flexible, el giroscopio de fibra óptica se ha convertido en el giroscopio inercial de referencia, ampliamente utilizado en campos como el posicionamiento y la navegación, el control de actitud y la medición de la inclinación de pozos petrolíferos. En este contexto, la nueva generación de sistemas de navegación inercial se está orientando hacia la miniaturización y el bajo coste, lo que impone requisitos cada vez más exigentes en cuanto al rendimiento integral del giroscopio, como volumen, precisión y coste. En los últimos años, el giroscopio de resonador hemisférico y el giroscopio MEMS se han desarrollado rápidamente gracias a su pequeño tamaño, lo que ha tenido un impacto significativo en el mercado de giroscopios de fibra óptica. El principal reto de la reducción de volumen de los giroscopios ópticos tradicionales reside en la reducción del volumen del recorrido óptico. En el esquema tradicional, la ruta óptica del giroscopio de fibra óptica se compone de varios dispositivos ópticos discretos, cada uno de los cuales se basa en principios y procesos diferentes y cuenta con un encapsulado y un pigtail independientes. Como resultado, el volumen del dispositivo según la técnica anterior se acerca al límite de reducción, y resulta difícil permitir una mayor reducción del volumen del giroscopio de fibra óptica. Por lo tanto, es urgente explorar nuevas soluciones técnicas para lograr la integración efectiva de las diferentes funciones de la trayectoria óptica, reducir considerablemente el volumen de la trayectoria óptica del giroscopio, mejorar la compatibilidad del proceso y reducir el costo de producción del dispositivo.Con el desarrollo de la tecnología de circuitos integrados de semiconductores, la tecnología óptica integrada ha logrado avances graduales, reduciendo continuamente el tamaño de las características hasta alcanzar los niveles micro y nanométricos. Esto ha impulsado significativamente el desarrollo técnico de chips ópticos integrados y se ha aplicado en comunicaciones ópticas, computación óptica, detección óptica y otros campos. La tecnología óptica integrada ofrece una solución técnica novedosa y prometedora para la miniaturización y el bajo costo de la trayectoria óptica de los giroscopios de fibra óptica.1 Diseño de esquema de chip óptico integrado1.1 Diseño generalLa fuente de luz de enrutamiento óptico tradicional (SLD o ASE), el acoplador cónico de fibra (denominado "acoplador"), el modulador de fase de guía de onda de rama Y (denominado "modulador de guía de onda Y"), el detector y el anillo sensible (anillo de fibra). Entre ellos, el anillo sensible es la unidad central de la tasa de ángulo sensible, y su volumen afecta directamente la precisión del giroscopio.Proponemos un chip integrado híbrido, que consta de un componente de fuente de luz, un componente multifuncional y un componente de detección mediante integración híbrida. Entre ellos, la fuente de luz es un componente independiente, compuesto por un chip SLD, un componente de colimación de aislamiento y componentes periféricos como un disipador de calor y un enfriador de semiconductores. El módulo de detección consta de un chip de detección y un chip amplificador de transresistencia. El módulo multifuncional es el cuerpo principal del chip integrado híbrido, basado en un chip de película delgada de niobato de litio (LNOI), e incluye principalmente guía de onda óptica, conversión de modo-punto, polarizador, divisor de haz, atenuador de modo, modulador y otras estructuras integradas. El haz emitido por el chip SLD se transmite a la guía de onda LNOI tras el aislamiento y la colimación.El polarizador desvía la luz de entrada y el atenuador de modo atenúa el modo inactivo. Después de que el divisor de haz divide el haz y el modulador modula la fase, el chip de salida entra en el anillo sensible y la velocidad angular sensible. El chip detector captura la intensidad de la luz y la salida fotoeléctrica generada fluye a través del chip amplificador de transresistencia al circuito de demodulación.El chip óptico integrado híbrido tiene las funciones de luminiscencia, división de haz, combinación de haz, deflexión, modulación, detección, etc. Realiza la integración "multi-en-uno" de funciones no sensibles de la trayectoria óptica del giroscopio. Los giroscopios de fibra óptica dependen de la tasa de ángulo sensible del haz coherente con alto grado de polarización, y el rendimiento de polarización afecta directamente la precisión de los giroscopios. El modulador de guía de ondas Y tradicional en sí mismo es un dispositivo integrado, que tiene las funciones de deflexión, división de haz, combinación de haz y modulación. Gracias a los métodos de modificación de materiales como el intercambio de protones o la difusión de titanio, los moduladores de guía de ondas Y tienen una capacidad de deflexión extremadamente alta. Sin embargo, los materiales de película delgada deben tener en cuenta los requisitos de tamaño, integración y capacidad de deflexión, que no pueden cumplirse con los métodos de modificación de materiales. Por otro lado, el campo modal de la guía de ondas óptica de película delgada es mucho menor que el de la guía de ondas óptica de material a granel, lo que provoca cambios en la distribución del campo electrostático y los parámetros del índice electrorrefractivo, lo que requiere un rediseño de la estructura del electrodo. Por lo tanto, el polarizador y el modulador son los puntos clave del diseño del chip "todo en uno".1.2 Diseño específicoLas características de polarización se obtienen mediante polarización estructural y se diseña un polarizador en chip, que consta de una guía de ondas curva y una guía de ondas recta.De acuerdo. La guía de onda curva puede limitar la diferencia entre el modo de transmisión y el modo sin transmisión, y lograr el efecto de polarización modal. La pérdida de transmisión en el modo de transmisión se reduce al ajustar el offset.Las características de transmisión de la guía de onda óptica se ven afectadas principalmente por la pérdida por dispersión, la fuga de modo, la pérdida de radiación y la pérdida por desajuste de modo. Teóricamente, la pérdida por dispersión y la fuga de modo de las guías de onda curvas pequeñas son pequeñas, que están limitadas principalmente por el proceso tardío. Sin embargo, la pérdida de radiación de las guías de onda curvas es inherente y tiene diferentes efectos en diferentes modos. Las características de transmisión de la guía de onda curva se ven afectadas principalmente por la pérdida por desajuste de modo, y hay superposición de modos en la unión de la guía de onda recta y la guía de onda curva, lo que resulta en un aumento brusco de la dispersión de modo. Cuando la onda de luz se transmite en la guía de onda polarizada, debido a la existencia de curvatura, el índice de refracción efectivo del modo de onda de luz es diferente en la dirección vertical y la dirección paralela, y la restricción de modo es diferente, lo que resulta en diferentes efectos de atenuación para los modos TE y TM.Por lo tanto, es necesario diseñar los parámetros de la guía de onda de flexión para lograr el rendimiento de deflexión. Entre ellos, el radio de curvatura es el parámetro clave de la guía de onda de flexión. La pérdida de transmisión bajo diferentes radios de curvatura y la comparación de pérdidas entre diferentes modos se calculan mediante el solucionador de modos propios FDTD. Los resultados calculados muestran que la pérdida de la guía de onda disminuye con el aumento del radio en radios de curvatura pequeños. Sobre esta base, se calcula la relación entre la propiedad de polarización (ratio del modo TE al modo TM) y el radio de curvatura, y la propiedad de polarización es inversamente proporcional al radio de curvatura. La determinación del radio de curvatura del polarizador en chip debe considerar el cálculo teórico, los resultados de la simulación, la capacidad tecnológica y la demanda real.El dominio temporal de diferencias finitas (FDTD) se utiliza para simular el campo de luz transmitida del polarizador en chip. El modo TE atraviesa la estructura de la guía de onda con bajas pérdidas, mientras que el modo TM produce una atenuación modal significativa, obteniendo luz polarizada con una alta relación de extinción. Al aumentar el número de guías de onda en cascada, se mejora aún más la relación de extinción de polarización-extinción, obteniendo un rendimiento de relación de extinción de polarización superior a -35 dB a escala micrométrica. Además, la estructura de la guía de onda en chip es sencilla y facilita la fabricación a bajo coste del dispositivo.2 Verificación del rendimiento del chip óptico integradoEl chip principal LNOI del chip óptico integrado es una muestra sin laminar grabada con múltiples estructuras de chip, y el tamaño de un chip principal LNOI es de 11 mm × 3 mm. La prueba de rendimiento del chip óptico integrado incluye principalmente la medición de la relación espectral, la relación de extinción de polarización y el voltaje de media onda.Basándose en el chip óptico integrado, se construye un prototipo de giroscopio y se realiza la prueba de rendimiento del chip. Rendimiento de polarización cero estática de un prototipo de giroscopio basado en un chip óptico integrado en una base aislada sin vibraciones a temperatura ambiente.El giroscopio integrado en un chip óptico presenta una deriva temporal prolongada en el segmento de arranque, causada principalmente por la característica de arranque de la fuente de luz y la gran pérdida del enlace óptico. En la prueba de 90 min, la estabilidad de polarización cero del giroscopio fue de 0,17°/h (10 s). En comparación con los giroscopios basados ​​en dispositivos discretos tradicionales, el índice de estabilidad de polarización cero se deteriora en un orden de magnitud, lo que indica que el chip óptico integrado necesita una mayor optimización. Principales líneas de optimización: mejorar la tasa de extinción de polarización del chip, aumentar la potencia luminosa del chip emisor de luz, mejorar la eficiencia de acoplamiento final del chip y reducir la pérdida total del chip integrado.3 ResumenProponemos un chip óptico integrado basado en LNOI que permite integrar funciones no sensibles como luminiscencia, división y combinación de haces, deflexión, modulación y detección. La estabilidad de polarización cero del prototipo de giroscopio basado en el chip óptico integrado es de 0,17°/h. En comparación con los dispositivos discretos tradicionales, el rendimiento del chip aún presenta una brecha que requiere mayor optimización y mejora. Exploramos preliminarmente la viabilidad de funciones de trayectoria óptica totalmente integradas, excepto el anillo, lo que permite maximizar el valor de aplicación del chip óptico integrado en giroscopios y satisfacer las necesidades de desarrollo de miniaturización y bajo costo de los giroscopios de fibra óptica.GF50Giroscopio de fibra óptica de un solo eje de precisión media, estándar militar GF60Giroscopio de fibra de un solo eje, giroscopio de fibra óptica de baja potencia, velocidad angular IMU para navegación 

Puntos claveProducto: Sistema de navegación inercial puro (INS) basado en IMUCaracterísticas principales:Componentes: Utiliza acelerómetros y giroscopios MEMS para la medición en tiempo real de la aceleración y la velocidad angular.Función: Integra datos de posición y actitud iniciales con mediciones IMU para calcular la posición y actitud en tiempo real.Aplicaciones: Ideal para navegación en interiores, aeroespacial, sistemas autónomos y robótica.Desafíos: aborda errores de sensores, deriva acumulativa e impactos ambientales dinámicos con métodos de calibración y filtrado.Conclusión: Proporciona un posicionamiento preciso en entornos desafiantes, con un rendimiento sólido cuando se combina con sistemas de posicionamiento auxiliares como GPS. El cálculo de la posición mediante datos inerciales puros (IMU) es una tecnología de posicionamiento común. Calcula el objetivo en tiempo real utilizando la información de aceleración y velocidad angular obtenida por la Unidad de Medición Inercial (IMU), combinada con la información de posición inicial y actitud. Este artículo presentará los principios, los escenarios de aplicación y algunos desafíos técnicos relacionados con el cálculo de la posición mediante datos de navegación inercial puros.1. Principio de cálculo de posición basado en datos de navegación inercial puraEl cálculo de la posición mediante datos de navegación inercial pura es un método de posicionamiento basado en el principio de medición inercial. La IMU es un sensor que integra un acelerómetro y un giroscopio. Al medir la aceleración y la velocidad angular del objetivo en tres direcciones, se puede obtener información sobre su posición y actitud.En el cálculo de la posición mediante datos de navegación inercial pura, primero es necesario obtener la información inicial de posición y actitud del objetivo. Esto puede lograrse mediante la introducción de otros sensores (como GPS, brújula, etc.) o mediante calibración manual. La información inicial de posición y actitud desempeña un papel importante en el proceso de solución, ya que proporciona un punto de partida para que los datos de aceleración y velocidad angular medidos por la IMU se puedan convertir en los cambios reales de desplazamiento y actitud del objetivo.Posteriormente, a partir de los datos de aceleración y velocidad angular medidos por la IMU, combinados con la información inicial de posición y actitud, se pueden utilizar algoritmos de integración numérica o filtrado para calcular la posición del objetivo en tiempo real. El método de integración numérica obtiene la velocidad y el desplazamiento del objetivo discretizando e integrando los datos de aceleración y velocidad angular. El algoritmo de filtrado utiliza métodos como el filtrado de Kalman o el filtrado de Kalman extendido para filtrar los datos medidos por la IMU y obtener la estimación de la posición y actitud del objetivo.2. Escenarios de aplicación del cálculo de la posición mediante datos de navegación inercial puraEl cálculo de posición basado en datos de navegación inercial pura se utiliza ampliamente en diversos campos. Entre ellos, la navegación en interiores es uno de los escenarios de aplicación típicos para el cálculo de posición mediante datos de navegación inercial pura. En interiores, las señales GPS no suelen alcanzarse, y el cálculo de posición mediante datos de navegación inercial pura permite utilizar los datos medidos por la IMU para lograr un posicionamiento preciso de los objetivos en interiores. Esto es fundamental en campos como la conducción autónoma y los robots de navegación en interiores.El cálculo de la posición mediante datos de navegación inercial pura también se puede utilizar en el sector aeroespacial. En aeronaves, dado que la señal GPS puede sufrir interferencias a gran altitud o a gran distancia del suelo, este método puede utilizarse como método de posicionamiento de respaldo. Permite calcular la posición y la actitud de la aeronave en tiempo real a partir de los datos medidos por la IMU y proporcionarlos al sistema de control de vuelo para la estabilización de la actitud y la planificación de la trayectoria de vuelo.3. Desafíos del cálculo de la posición utilizando datos de navegación inercial puraEl cálculo de la posición basado en datos de navegación inercial pura aún enfrenta desafíos en la práctica. En primer lugar, el propio sensor IMU presenta errores y ruido, lo que afecta la precisión del posicionamiento. Para mejorar la precisión de la solución, es necesario calibrar el sensor IMU y compensar los errores, utilizando un algoritmo de filtrado adecuado para reducirlos.El cálculo de posición basado en datos de navegación inercial pura es propenso a errores acumulativos durante movimientos a largo plazo. Debido a las características de la operación de integración, incluso con una alta precisión de medición del sensor IMU, la integración a largo plazo provocará la acumulación de errores de posicionamiento. Para solucionar este problema, se pueden introducir otros métodos de posicionamiento (como GPS, sensores visuales, etc.) para el posicionamiento auxiliar, o se puede utilizar un método de navegación inercial estrechamente acoplado.El cálculo de la posición basado en datos de navegación inercial pura también debe considerar el impacto del entorno dinámico. En un entorno dinámico, el objetivo puede verse afectado por fuerzas externas, lo que provoca desviaciones en los datos medidos por la IMU. Para mejorar la robustez de la solución, los efectos de los entornos dinámicos pueden compensarse mediante métodos como la estimación de movimiento y la calibración dinámica.ResumirEl cálculo de posición mediante datos inerciales puros es un método de posicionamiento basado en la medición de la IMU. Mediante la adquisición de datos de aceleración y velocidad angular, combinados con información de posición inicial y actitud, se calculan la posición y la actitud del objetivo en tiempo real. Tiene amplias aplicaciones en navegación en interiores, aeroespacial y otros campos. Sin embargo, el cálculo de posición mediante datos de navegación inercial puros también enfrenta desafíos como errores de calibración, errores acumulativos y entornos dinámicos. Para mejorar la precisión y robustez de la solución, se deben adoptar métodos de calibración, algoritmos de filtrado y métodos de posicionamiento auxiliares adecuados. Las IMU MEMS, desarrolladas independientemente por Micro-Magic Inc., ofrecen una precisión relativamente alta, como las UF300A y UF300B, que son productos de alta precisión y aptos para navegación. Si desea obtener más información sobre las IMU, póngase en contacto con nuestros técnicos profesionales lo antes posible. UF300Unidad de medición inercial miniaturizada de alta precisión Unidad de medición inercial de fibra óptica -

Puntos claveProducto: Sistema de detección de deformaciones basado en giroscopio de fibra ópticaCaracterísticas principales:Componentes: Incorpora giroscopios de fibra óptica de alta precisión para medición de velocidad angular y cálculo de trayectoria.Función: Combina datos giroscópicos con mediciones de distancia para detectar deformaciones estructurales con alta precisión.Aplicaciones: Adecuado para ingeniería civil, monitoreo de salud estructural y análisis de deformación en puentes, edificios y otras infraestructuras.Rendimiento: logra una precisión de detección de deformación mejor que 10 μm a una velocidad de funcionamiento de 2 m/s utilizando giroscopios de precisión media.Ventajas: Diseño compacto, liviano, bajo consumo de energía y operación fácil de usar para facilitar la implementación.Conclusión:Este sistema proporciona mediciones de deformación precisas y confiables, ofreciendo soluciones valiosas para las necesidades de ingeniería y análisis estructural.1 Método de detección de deformaciones de estructuras de ingeniería basado en giroscopio de fibra ópticaEl principio del método de detección de deformaciones en estructuras de ingeniería basado en un giroscopio de fibra óptica consiste en fijar el giroscopio al dispositivo de detección, medir la velocidad angular del sistema de detección al desplazarse sobre la superficie medida de la estructura, medir la distancia de operación del dispositivo y calcular su trayectoria para detectar la deformación. En este documento, este método se denomina "método de trayectoria". Este método se puede describir como "navegación plana bidimensional", es decir, se determina la posición del portador en la superficie vertical de la estructura medida y, finalmente, se obtiene su trayectoria a lo largo de dicha superficie.Según el principio del método de trayectoria, sus principales fuentes de error incluyen el error de referencia, el error de medición de distancia y el error de medición de ángulo. El error de referencia se refiere al error de medición del ángulo de inclinación inicial θ0, el error de medición de distancia se refiere al error de medición de ΔLi y el error de medición de ángulo se refiere al error de medición de Δθi, que se debe principalmente al error de medición de la velocidad angular del giroscopio de fibra óptica. Este artículo no considera la influencia del error de referencia ni del error de medición de distancia en el error de detección de deformación, sino que solo analiza el error de detección de deformación causado por el error del giroscopio de fibra óptica.2 Análisis de la precisión de detección de deformación basada en giroscopio de fibra óptica2.1 Modelado de errores del giroscopio de fibra óptica en aplicaciones de detección de deformaciónEl giroscopio de fibra óptica es un sensor que mide la velocidad angular mediante el efecto Sagnac. Tras el paso de la luz emitida por la fuente a través de la guía de ondas Y, se forman dos haces de luz que giran en direcciones opuestas en el anillo de fibra. Cuando el portador gira respecto al espacio inercial, se produce una diferencia de trayectoria óptica entre los dos haces de luz, y la señal de interferencia óptica relacionada con la velocidad angular de rotación se detecta en el extremo del detector para medir la velocidad diagonal.La expresión matemática de la señal de salida del giroscopio de fibra óptica es: F = Kw + B0 + V. Donde F es la salida del giroscopio, K es el factor de escala y ω es el giroscopio.La entrada de velocidad angular en el eje sensible, B0 es el sesgo cero giroscópico, υ es el término de error integrado, que incluye ruido blanco y componentes que varían lentamente causados ​​por varios ruidos con un tiempo de correlación largo, υ también puede considerarse como el error de sesgo cero.Las fuentes de error de medición del giroscopio de fibra óptica incluyen el error de factor de escala y el error de desviación cero. Actualmente, el error de factor de escala del giroscopio de fibra óptica aplicado en ingeniería es de 10⁻⁶~10⁻⁶. En la aplicación de la detección de deformación, la entrada de velocidad angular es pequeña, y el error de medición causado por el error de factor de escala es mucho menor que el causado por el error de desviación cero, que puede ignorarse. El componente de CC del error de polarización cero se caracteriza por la repetibilidad de polarización cero Br, que es la desviación estándar del valor de polarización cero en múltiples pruebas. El componente de CA se caracteriza por la estabilidad de polarización cero Bs, que es la desviación estándar del valor de salida del giroscopio con respecto a su media en una prueba, y su valor está relacionado con el tiempo de muestreo del giroscopio.2.2 Cálculo del error de deformación basado en giroscopio de fibra ópticaTomando como ejemplo el modelo de viga apoyada simple, se calcula el error de detección de deformación y se establece el modelo teórico de deformación estructural. Con base en esto, se establece la detección.Con base en la velocidad de operación y el tiempo de muestreo del sistema, se puede obtener la velocidad angular teórica del giróscopo de fibra óptica. Posteriormente, se puede simular el error de medición de la velocidad angular del giróscopo de fibra óptica según el modelo de error de desviación cero del giróscopo de fibra óptica descrito anteriormente.2.3 Ejemplo de cálculo de simulaciónLa configuración de simulación de la velocidad de funcionamiento y el tiempo de muestreo adopta un modo de rango variable, es decir, el ΔLi que pasa en cada tiempo de muestreo es fijo, y el tiempo de muestreo del mismo segmento de línea cambia al variar la velocidad de funcionamiento. Por ejemplo, si el ΔLi es de 1 mm y la velocidad de funcionamiento es de 2 m/s, el tiempo de muestreo es de 0,5 ms. Si la velocidad de funcionamiento es de 0,1 m/s, el tiempo de muestreo es de 10 ms.3 Relación entre el rendimiento del giroscopio de fibra óptica y el error de medición de la deformaciónEn primer lugar, se analiza el efecto del error de repetibilidad de polarización cero. Cuando no existe error de estabilidad de polarización cero, el error de medición de velocidad angular causado por este error se corrige. Por ejemplo, a mayor velocidad de movimiento, menor tiempo total de medición, menor impacto del error de polarización cero y, por lo tanto, menor error de medición de deformación. A alta velocidad, el error de estabilidad de polarización cero es el principal factor que causa el error de medición del sistema. A baja velocidad, el error de repetibilidad de polarización cero se convierte en la principal causa del error de medición del sistema.Utilizando el índice giroscópico de fibra óptica de precisión media típico, es decir, la estabilidad de polarización cero es de 0,5 °/h cuando el tiempo de muestreo es de 1 s, la repetibilidad cero es de 0,05 °/h. Compare los errores de medición del sistema a la velocidad de operación de 2 m/s, 1 m/s, 0,2 m/s, 0,1 m/s, 0,02 m/s, 0,01 m/s, 0,002 m/s y 0,001 m/s. Cuando la velocidad de operación es de 2 m/s, el error de medición es de 8,514 μm (RMS), cuando la velocidad de medición se reduce a 0,2 m/s, el error de medición es de 34,089 μm (RMS), cuando la velocidad de medición se reduce a 0,002 m/s, el error de medición es de 2246,222 μm (RMS), como se puede ver en los resultados de la comparación. Cuanto mayor sea la velocidad de funcionamiento, menor será el error de medición. Teniendo en cuenta la conveniencia de la operación de ingeniería, la velocidad de funcionamiento de 2 m/s puede lograr una precisión de medición mejor que 10 μm.4 ResumenA partir del análisis de simulación de la medición de la deformación de estructuras de ingeniería con un giróscopo de fibra óptica, se establece el modelo de error del giróscopo y se obtiene la relación entre el error de medición de la deformación y su rendimiento utilizando como ejemplo el modelo de viga soportada simple. Los resultados de la simulación muestran que cuanto más rápido funciona el sistema, es decir, cuanto menor es el tiempo de muestreo del giróscopo de fibra óptica, mayor es la precisión de la medición de la deformación del sistema cuando el número de muestreos permanece constante, garantizando así la precisión de detección de distancia. Con el índice típico de precisión media del giróscopo de fibra óptica y una velocidad de funcionamiento de 2 m/s, se puede alcanzar una precisión de medición de la deformación superior a 10 μm.El GF-50 de Micro-Magic Inc. tiene un diámetro de φ50*36,5 mm y una precisión de 0,1º/h. El GF-60, con una precisión de 0,05º/h, pertenece al giroscopio de fibra óptica de alto nivel táctico. Nuestra compañía fabrica giroscopios de tamaño compacto, peso ligero, bajo consumo de energía, arranque rápido, operación sencilla, fácil de usar y otras características. Se utiliza ampliamente en sistemas de navegación interior (INS), unidades de medición de fuerza magnética (IMU), sistemas de posicionamiento, sistemas de búsqueda de norte, estabilidad de plataformas y otros campos. Si le interesa nuestro giroscopio de fibra óptica, no dude en contactarnos.GF50Giroscopio de fibra óptica de un solo eje de precisión media, estándar militar GF60Giroscopio de fibra de un solo eje, giroscopio de fibra óptica de baja potencia, velocidad angular IMU para navegación 

Puntos claveProducto: IMU para inspección de tuberíasCaracterísticas principales:Componentes: Equipado con giroscopios MEMS y acelerómetros para medir la velocidad angular y la aceleración.Función: Monitorea las condiciones de la tubería detectando curvas, variaciones de diámetro y limpieza mediante mediciones precisas de movimiento y orientación.Aplicaciones: Se utiliza en la inspección de tuberías, incluida la identificación de tensiones, la medición de diámetro y los procesos de limpieza.Procesamiento de datos: recopila y procesa datos para una evaluación precisa del estado, la curvatura y la tensión de las tuberías.Conclusión: Proporciona información crítica para el mantenimiento de tuberías, mejorando la eficiencia y la confiabilidad en las operaciones de inspección y mantenimiento.1. Principio de medición de IMULa IMU (Unidad de Medición Inercial) es un dispositivo que mide la velocidad angular y la aceleración de un objeto en un espacio tridimensional. Sus componentes principales suelen incluir un giroscopio y un acelerómetro de tres ejes. Los giroscopios miden la velocidad angular de un objeto en torno a tres ejes ortogonales, mientras que los acelerómetros miden su aceleración a lo largo de tres ejes ortogonales. Al integrar estas mediciones, se puede obtener información sobre la velocidad, el desplazamiento y la actitud del objeto.2. Identificación de la tensión de flexión de la tuberíaEn la inspección de tuberías, la IMU puede utilizarse para identificar la deformación por flexión de la tubería. Cuando una IMU se instala en un raspador u otro dispositivo móvil y se mueve dentro de una tubería, puede detectar cambios en la aceleración y la velocidad angular causados ​​por la flexión de la tubería. Mediante el análisis de estos datos, se puede identificar el grado y la ubicación de las curvaturas de la tubería.3.Proceso de medición de diámetro y limpieza de tuberíasEl proceso de medición y limpieza del diámetro es una parte importante del mantenimiento de tuberías. En este proceso, se utiliza un raspador de calibradores equipado con una unidad de medición de presión (IMU) para desplazarse por la tubería, medir su diámetro interior y registrar su forma y tamaño. Estos datos permiten evaluar el estado de las tuberías y predecir posibles necesidades de mantenimiento.4. Proceso de limpieza del cepillo de aceroEl proceso de raspado con cepillo de acero se utiliza para eliminar la suciedad y los sedimentos de las paredes internas de las tuberías. En este proceso, un raspador con un cepillo de acero y una unidad de medición de presión (IMU) se desplaza por la tubería, limpiando la pared interna mediante cepillado y fregado. La IMU puede registrar la información geométrica y el grado de limpieza de la tubería durante este proceso.5. Proceso de detección de IMUEl proceso de inspección de la IMU es un paso clave en su uso para la recopilación y medición de datos durante el mantenimiento de tuberías. La IMU se instala en un raspador o equipo similar y se desplaza dentro de la tubería mientras registra la aceleración, la velocidad angular y otros parámetros. Estos datos se pueden utilizar para analizar el estado de la tubería, identificar posibles problemas y proporcionar una base para el mantenimiento y la gestión posteriores.6. Adquisición de datos y posprocesamientoTras completar el proceso de detección de la IMU, es necesario recopilar y posprocesar los datos recopilados. La adquisición de datos implica transferir los datos sin procesar desde la IMU a una computadora u otro dispositivo de procesamiento de datos. El posprocesamiento implica la limpieza, calibración, análisis y visualización de los datos. Mediante el posprocesamiento, se puede extraer información útil de los datos originales, como la forma, el tamaño, el grado de curvatura, etc. de la tubería.7. Medición de velocidad y actitudLa IMU puede calcular la velocidad y la actitud de un objeto midiendo la aceleración y la velocidad angular. En la inspección de tuberías, la medición de la velocidad y la actitud es crucial para evaluar el estado de la tubería e identificar posibles problemas. Al monitorear los cambios de velocidad y actitud del raspador en la tubería, se puede inferir la forma, el grado de curvatura y los posibles obstáculos de la tubería.8. Evaluación de la curvatura y la deformación de las tuberíasUtilizando los datos medidos por la IMU, se puede evaluar la curvatura y la deformación de la tubería. Mediante el análisis de los datos de aceleración y velocidad angular, se puede calcular el radio de curvatura y el ángulo de flexión de la tubería en diferentes puntos. Al mismo tiempo, en combinación con las propiedades del material y las condiciones de carga de la tubería, también se puede evaluar el nivel de deformación y la distribución de tensiones en la curva. Esta información es importante para predecir la vida útil de las tuberías, evaluar la seguridad y desarrollar planes de mantenimiento.ResumirEn resumen, la IMU desempeña un papel fundamental en la inspección de tuberías. Mediante la medición de parámetros como la aceleración y la velocidad angular, se puede lograr una evaluación integral y el mantenimiento del estado de las tuberías. Con el continuo avance tecnológico y la expansión de sus campos de aplicación, la aplicación de la IMU en la inspección de tuberías será cada vez más extensa. Las IMU MEMS, desarrolladas independientemente por Micro-Magic Inc., ofrecen una precisión relativamente alta, como las U5000 y U7000, que son más precisas y de nivel de navegación. Si desea obtener más información sobre la IMU, póngase en contacto con nuestros técnicos profesionales lo antes posible.U7000Compensación de temperatura de grado industrial, calibración completa, 6 grados de libertad con algoritmo de filtro Kalman U5000Giroscopio IMU Rs232/485 para plataforma de estabilización de antena de radar/infrarrojos 

Puntos claveProducto: Sistema de Navegación Inercial (INS) y Sistema de Posicionamiento Global (GPS)Características principales:Componentes: El INS utiliza acelerómetros y giroscopios; el GPS se basa en señales de satélite.Función: INS proporciona navegación autónoma sin señales externas; GPS ofrece geolocalización precisa con cobertura global.Aplicaciones: INS es ideal para aplicaciones submarinas, subterráneas y espaciales; el GPS se utiliza en navegación personal, militar y de rastreo.Integración: La combinación de INS y GPS mejora la precisión y la confiabilidad en entornos complejos.Conclusión: La elección entre INS y GPS depende de necesidades específicas y muchas aplicaciones se benefician de su integración para obtener soluciones de navegación óptimas.Para vehículos complejos como aviones, vehículos autónomos, barcos, naves espaciales, submarinos y vehículos aéreos no tripulados (UAV), es esencial contar con un sistema preciso que mantenga y controle un movimiento perfecto. Dos de los sistemas de navegación más destacados en uso hoy en día son el Sistema de Navegación Inercial (INS) y el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Ambos tienen ventajas y aplicaciones únicas, pero elegir el sistema más adecuado para sus necesidades depende de varios factores. Este artículo explorará las diferencias, las ventajas y los usos ideales de cada sistema para ayudarle a tomar una decisión informada.Entendiendo INS y GPSSistema de navegación inercial (INS):El buscador de norte MEMS proporciona información de rumbo al cuerpo en movimiento de forma totalmente autónoma, sin depender de satélites, sin verse afectado por el clima y sin requerir operaciones complejas. No solo proporciona la interfaz de salida de datos para la computadora, sino que también proporciona una interfaz hombre-máquina eficaz.El buscador de norte MEMS se compone principalmente del módulo de medición inercial (IMU) y la línea. El diagrama de bloques del hardware se muestra en la Figura 1. La unidad de medición inercial (IMU) está compuesta por un giroscopio y un mecanismo rotatorio. El circuito consta principalmente de cuatro placas de circuito: placa de alimentación, placa de control, placa del amplificador de potencia y placa base. La Tabla 1 muestra los componentes del sistema de búsqueda de norte.Sistema de Posicionamiento Global (GPS):El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de navegación por satélite que proporciona información de geolocalización y tiempo a un receptor GPS en cualquier punto de la Tierra o cerca de ella, donde exista una línea de visión sin obstáculos hacia cuatro o más satélites GPS. El GPS es altamente preciso y proporciona información de posicionamiento continua, lo que lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones, desde la navegación personal hasta las operaciones militares. Sin embargo, las señales GPS pueden verse obstruidas por edificios, árboles o condiciones atmosféricas, lo que puede generar imprecisiones.La tecnología GPS se utiliza principalmente para datos de ubicación, cartografía, seguimiento de objetos en movimiento, navegación y estimaciones y mediciones de tiempo. Sin embargo, esta información depende de conexiones satelitales, y si el dispositivo GPS no puede conectarse a al menos cuatro satélites, los datos proporcionados serán insuficientes para su plena funcionalidad. Fortalezas y debilidadesPuntos fuertes del INS:Independencia: no depende de señales externas, lo que lo hace útil en entornos sin GPS.Respuesta instantánea: proporciona actualizaciones inmediatas sobre la posición y la velocidad.Robustez: Menos susceptible a interferencias o bloqueos de señal.Debilidades del INS:Deriva: Los errores acumulados pueden generar imprecisiones a lo largo del tiempo.Complejidad: Generalmente más complejos y costosos que los sistemas GPS.Fig.2 Pros y contras de Ins y GnssPuntos fuertes del GPS:Precisión: proporciona información de ubicación precisa, a menudo con un margen de error de unos pocos metros.Cobertura: Cobertura global con actualizaciones continuas.Facilidad de uso: Ampliamente disponible y relativamente económico.Puntos fuertes del GPS:Dependencia de la señal: requiere una línea de visión clara hacia los satélites, que puede verse obstruida.Vulnerabilidad: Susceptible a interferencias, suplantación de identidad y bloqueos.Combinando INS y GPSEn muchas aplicaciones, el INS y el GPS se utilizan conjuntamente para aprovechar sus ventajas complementarias. Al integrar los datos del GPS con el INS, el sistema puede corregir la desviación del INS y proporcionar una navegación más fiable y precisa. Esta combinación es especialmente valiosa en la aviación, donde la navegación continua y precisa es crucial, y en los vehículos autónomos, donde un posicionamiento robusto y preciso es esencial para una operación segura.Con el rápido desarrollo de los sistemas microelectromecánicos (MEMS), se han desarrollado sistemas de navegación integrados asistidos por GPS más pequeños y portátiles, como los tres modelos de Micro-Magic Inc. con diferentes niveles de precisión. Entre ellos, el sistema topográfico y táctico I6600 de ultraalta precisión está equipado con una potente unidad de medición inercial (IMU), capaz de generar información de posición, velocidad y actitud de alta precisión.ConclusiónLa elección entre INS y GPS depende de sus necesidades específicas y del entorno en el que operará. Si necesita un sistema independiente de señales externas y capaz de funcionar en entornos difíciles, INS puede ser la mejor opción. Sin embargo, si necesita información de posicionamiento continua y de alta precisión con cobertura global, el GPS probablemente sea la mejor opción. Para muchas aplicaciones, la combinación de ambos sistemas puede ofrecer la solución óptima, garantizando fiabilidad y precisión en la navegación.Al comprender las fortalezas y limitaciones de cada sistema, podrá tomar una decisión informada y seleccionar el sistema de navegación que mejor se adapte a sus necesidades. I6700Sistema de navegación inercial asistido por MEMS GNSS  

Puntos claveProducto: Sistema de navegación inercial MEMS asistido por GNSS (INS)Características principales:Componentes: Equipado con giroscopios MEMS y acelerómetros para mediciones inerciales precisas, con soporte GNSS para una navegación mejorada.Función: Combina la precisión INS a corto plazo con la estabilidad GNSS a largo plazo, proporcionando datos de navegación continuos.Aplicaciones: Adecuado para operaciones tácticas, drones, robótica y automatización industrial.Fusión de datos: fusiona datos INS con correcciones GNSS para reducir la deriva y mejorar la precisión del posicionamiento.Conclusión: Ofrece alta precisión y confiabilidad, ideal para tareas de navegación en diversas industrias.En el proceso de reducción de ruido de las IMU (Unidades de Medición Inercial), la eliminación de ruido de wavelets es un método eficaz. El principio básico de la eliminación de ruido de wavelets consiste en utilizar las características de localización tiempo-frecuencia multirresolución de los wavelets para descomponer los componentes de diferentes frecuencias de la señal en diferentes subespacios y, posteriormente, procesar los coeficientes de wavelets en estos subespacios para eliminar el ruido.En concreto, el proceso de eliminación de ruido de wavelets se puede dividir en los tres pasos siguientes:1. Realice la transformación wavelet en la señal IMU ruidosa y descompóngala en diferentes subespacios wavelet.2. Umbral de los coeficientes en estos subespacios wavelet, es decir, los coeficientes por debajo de un cierto umbral se consideran ruido y se establecen en cero, mientras que los coeficientes por encima del umbral se conservan y estos coeficientes suelen contener información de señal útil.3. Realice una transformación inversa en los coeficientes wavelet procesados ​​para obtener la señal sin ruido.Este método elimina eficazmente el ruido de la señal IMU y mejora su calidad y precisión. Además, gracias a sus buenas características de tiempo-frecuencia, la transformada wavelet retiene mejor la información útil de la señal y evita la pérdida excesiva de información durante el proceso de eliminación de ruido.Tenga en cuenta que la selección del umbral específico y los métodos de procesamiento pueden variar según las características específicas de la señal y las condiciones de ruido y, por lo tanto, deben ajustarse y optimizarse según las circunstancias específicas de las aplicaciones reales.El método de eliminación de ruido de datos IMU basado en la descomposición wavelet es una tecnología eficaz de procesamiento de señales que se utiliza para eliminar el ruido de los datos IMU (Unidad de Medición Inercial). Los datos IMU suelen contener ruido de alta frecuencia y deriva de baja frecuencia, lo que puede afectar la precisión y el rendimiento de la IMU. El método de reducción de ruido basado en la descomposición wavelet permite separar y eliminar eficazmente estos ruidos y derivas, mejorando así la precisión y la fiabilidad de los datos IMU.La descomposición wavelet es una técnica de análisis multiescala que permite descomponer señales en componentes wavelet de diferentes frecuencias y escalas. Mediante la descomposición wavelet de los datos IMU, el ruido de alta frecuencia y la deriva de baja frecuencia se pueden separar y procesar de forma diferenciada.El método de eliminación de ruido de datos IMU basado en la descomposición en ondículas generalmente incluye los siguientes pasos:1. Realice la descomposición wavelet en los datos IMU y descompóngalos en componentes wavelet de diferentes frecuencias y escalas.2. De acuerdo con las características de los componentes wavelet, seleccione un método de procesamiento de umbral o coeficiente wavelet apropiado para suprimir o eliminar el ruido de alta frecuencia.3. Modelar y compensar la deriva de baja frecuencia para reducir su impacto en los datos IMU.4. Reconstruir los componentes wavelet procesados ​​para obtener datos IMU sin ruido. El método de eliminación de ruido de datos IMU basado en la descomposición wavelet tiene las siguientes ventajas:1. Capaz de separar y eliminar eficazmente el ruido de alta frecuencia y la deriva de baja frecuencia, mejorando la precisión y confiabilidad de los datos de IMU.2. Tener buenas capacidades de análisis de tiempo-frecuencia y poder procesar la información de tiempo y frecuencia de las señales al mismo tiempo.3. Adecuado para diferentes tipos de datos IMU y diferentes escenarios de aplicación, con gran versatilidad y flexibilidad.ResumirEn resumen, el método de eliminación de ruido de datos IMU basado en la descomposición de wavelets es una tecnología de procesamiento de señales eficaz que puede mejorar la precisión y confiabilidad de los datos IMU y proporcionar datos más precisos y confiables para la navegación inercial, la estimación de actitud, el seguimiento de movimiento y otros campos de apoyo.La IMU, desarrollada independientemente por Micro-Magic Inc., utiliza métodos de eliminación de ruido relativamente rigurosos para demostrar a los consumidores la alta precisión y el bajo costo de las IMU MEMS, como las U5000 y U3500, de la serie de navegación. Los técnicos realizaron diversos experimentos para eliminar el ruido de los datos de la IMU y así garantizar una medición más precisa del estado de movimiento de los objetos.Si desea saber más sobre IMU, comuníquese con nuestro personal correspondiente.U3500Sensor IMU MEMS IMU3500 Salida CAN U5000Sea cual sea su necesidad, CARESTONE está a su lado. 

Puntos claveProducto: Acelerómetro flexible de cuarzoCaracterísticas principales:Componentes: Utiliza acelerómetros flexibles de cuarzo de alta precisión para realizar mediciones precisas de aceleración e inclinación.Función: El análisis de vibraciones ayuda a identificar los coeficientes de error del sensor, mejorando la precisión y el rendimiento de la medición.Aplicaciones: Ampliamente utilizado en monitoreo de salud estructural, navegación aeroespacial, pruebas automotrices y diagnóstico de maquinaria industrial.Análisis de datos: combina datos de vibración con algoritmos de procesamiento de señales para optimizar los modelos de sensores y mejorar el rendimiento.Conclusión: Ofrece mediciones de aceleración precisas y confiables, con un gran potencial en diversas industrias de alta precisión.1.Introducción:En el ámbito de la tecnología de sensores, los acelerómetros desempeñan un papel fundamental en diversas industrias, desde la automoción hasta la aeroespacial, la sanidad y la electrónica de consumo. Su capacidad para medir la aceleración y la inclinación en múltiples ejes los hace indispensables para aplicaciones que abarcan desde la monitorización de vibraciones hasta la navegación inercial. Entre los diversos tipos de acelerómetros, los acelerómetros flexibles de cuarzo destacan por su precisión y versatilidad. En este artículo, profundizamos en los detalles de la identificación de acelerómetros flexibles de cuarzo mediante el análisis de vibraciones, explorando su diseño, principios de funcionamiento y la importancia del análisis de vibraciones para optimizar su rendimiento.2.Importancia del análisis de vibraciones:Para identificar el acelerómetro, primero se realizan pruebas de mesa vibratoria multidireccional. Se obtienen datos brutos completos mediante un software de adquisición de datos. Posteriormente, con base en los datos de prueba, se combina el algoritmo de mínimos cuadrados para identificar sus coeficientes de error de orden superior, mejorar la ecuación del modelo de señal, aumentar la precisión de la medición del sensor y explorar la relación entre los coeficientes de error de orden superior del acelerómetro y su estado operativo.Buscar métodos para identificar su estado operativo mediante los coeficientes de error de orden superior del acelerómetro. Por otro lado, extraer su conjunto de características efectivas, entrenar redes neuronales y, finalmente, modularizar el algoritmo de análisis de datos efectivo mediante tecnología de instrumentos virtuales. Desarrollar software de aplicación para identificar el estado operativo de los acelerómetros flexibles de cuarzo, logrando una identificación rápida y precisa del estado operativo del sensor. Esto ayudará al personal a mejorar rápidamente las estructuras de los circuitos internos, aumentar la precisión de las mediciones de los acelerómetros y optimizar el rendimiento de los productos manufacturados durante el proceso de procesamiento y fabricación.El análisis de vibraciones es fundamental en la caracterización y optimización de los acelerómetros flexibles de cuarzo. Al someter estos sensores a vibraciones controladas en diferentes frecuencias y amplitudes, los ingenieros pueden evaluar sus características de respuesta dinámica, incluyendo la sensibilidad, la linealidad y el rango de frecuencia. El análisis de vibraciones ayuda a identificar posibles fuentes de error o no linealidad en la salida del acelerómetro, lo que permite a los fabricantes ajustar los parámetros del sensor para mejorar el rendimiento y la precisión.3. Proceso de identificación:La identificación de acelerómetros flexibles de cuarzo mediante análisis de vibraciones implica un enfoque sistemático que abarca pruebas experimentales, análisis de datos y validación. Los ingenieros suelen realizar pruebas de vibración utilizando vibradores calibrados o sistemas de excitación de vibraciones, exponiendo los acelerómetros a vibraciones sinusoidales o aleatorias mientras registran sus señales de salida. Se emplean técnicas avanzadas de procesamiento de señales, como el análisis de Fourier y la estimación de la densidad espectral, para analizar la respuesta en frecuencia de los acelerómetros e identificar frecuencias de resonancia, coeficientes de amortiguamiento y otros parámetros críticos. Mediante pruebas y análisis iterativos, los ingenieros refinan el modelo del acelerómetro y validan su rendimiento según criterios específicos.4. Aplicaciones y perspectivas futuras:Los acelerómetros flexibles de cuarzo se utilizan en diversas industrias, como la monitorización de la salud estructural, la navegación aeroespacial, las pruebas automotrices y el diagnóstico de maquinaria industrial. Su alta precisión, robustez y versatilidad los convierten en herramientas indispensables para ingenieros e investigadores que buscan comprender y mitigar los efectos de las fuerzas dinámicas y las vibraciones. De cara al futuro, los avances continuos en tecnología de sensores y algoritmos de procesamiento de señales están destinados a mejorar aún más el rendimiento y las capacidades de los acelerómetros flexibles de cuarzo, abriendo nuevas fronteras en el análisis de vibraciones y la detección dinámica de movimiento.En conclusión, la identificación de acelerómetros flexibles de cuarzo mediante el análisis de vibraciones representa un esfuerzo crucial en la tecnología de sensores, que permite a los ingenieros aprovechar al máximo el potencial de estos instrumentos de precisión. Al comprender sus principios de funcionamiento, realizar un análisis exhaustivo de vibraciones y perfeccionar el rendimiento de los sensores, fabricantes e investigadores pueden aprovechar las capacidades de los acelerómetros de cuarzo para una gran variedad de aplicaciones, desde la monitorización estructural hasta los sistemas de navegación avanzados. A medida que la innovación tecnológica continúa acelerándose, el papel del análisis de vibraciones en la optimización del rendimiento de los sensores seguirá siendo fundamental, impulsando avances en la medición de precisión y la detección dinámica de movimiento.5. ConclusiónMicro-Magic Inc proporciona acelerómetros flexibles de cuarzo de alta precisión, como el AC1, con un pequeño error y alta precisión, que tienen una estabilidad de sesgo de 5 μg, una repetibilidad del factor de escala de 15 ~ 50 ppm y un peso de 80 g, y pueden usarse ampliamente en los campos de perforación petrolera, sistema de medición de microgravedad de portadores y navegación inercial. AC1Acelerómetro flexible de cuarzo de nivel de navegación con rango de medición de 50 G, excelente estabilidad y repetibilidad a largo plazo.  

Puntos claveProducto: Sistema de navegación integrado GNSS/MEMS INSCaracterísticas principales:Componentes: Combina sensores inerciales MEMS con receptores GNSS para mejorar las capacidades de navegación.Función: Proporciona actualizaciones de alta frecuencia e información precisa de posición, velocidad y actitud mediante la integración de datos inerciales con correcciones GNSS.Aplicaciones: Ideal para drones, registradores de vuelo, vehículos no tripulados inteligentes y vehículos submarinos.Fusión de datos: utiliza el filtrado de Kalman para fusionar datos GNSS con datos MEMS INS, corrigiendo errores acumulados y mejorando la precisión general.Conclusión: Este sistema integrado aprovecha las fortalezas de ambas tecnologías para mejorar el rendimiento y la confiabilidad de la navegación, con amplias aplicaciones en diversas industrias.Con el desarrollo de dispositivos inerciales MEMS, la precisión de los giroscopios MEMS y los acelerómetros MEMS ha mejorado gradualmente, lo que ha llevado a avances rápidos en la aplicación deINSTALACIÓN DE MEMSSin embargo, la mejora en la precisión de los dispositivos inerciales MEMS no ha sido suficiente para satisfacer las crecientes demandas de precisión de los MEMS INS. Por lo tanto, la mejora de la precisión de los MEMS INS mediante algoritmos de compensación de errores y otros métodos se ha convertido en un objetivo prioritario de la investigación en MEMS INS.Para mejorar el rendimiento de los sistemas MEMS INS, los investigadores han explorado diversos métodos para reducir los errores en estos sistemas. Existen cuatro enfoques principales para reducir los errores de los MEMS INS:Calibración y compensación de parámetros de error del sensor: esto implica el uso de modelos matemáticos y herramientas experimentales para estimular errores del sensor, calibrar sistemáticamente errores deterministas a nivel del sistema y luego compensar estos errores a través de algoritmos de navegación inercial para mejorar el rendimiento general.Tecnología de Modulación de Rotación: Mediante la aplicación de esquemas de modulación de rotación adecuados, es posible modificar periódicamente los errores del sensor sin depender de fuentes de información externas. Esta compensación automática de errores en el algoritmo de navegación suprime la influencia de los errores del sensor en el sistema de monitoreo de la integridad del sensor (INS) MEMS.Tecnología de Redundancia de Dispositivos Inerciales: Gracias al bajo costo de los sensores inerciales MEMS, se pueden implementar diseños con redundancia. La redundancia en los sensores puede reducir eficazmente el impacto de errores aleatorios en los sensores inerciales MEMS, mejorando así su rendimiento.Incorporación de fuentes de información externas: uso del filtrado Kalman para la navegación integrada para suprimir la acumulación de errores MEMS INS.Este artículo presentará además el cuarto método, que es la forma de navegación integrada más práctica y ampliamente investigada: el sistema de navegación integrado GNSS/MEMS INS.Razones para usar GNSS para ayudar a MEMS INSEl MEMS INS es un tipo de sistema de navegación por estima que mide el estado relativo entre el momento de muestreo anterior y el actual. No utiliza señales acústicas, ópticas ni eléctricas para la medición, lo que lo hace altamente resistente a interferencias y engaños externos. Su autonomía y fiabilidad lo convierten en un sistema de navegación esencial para diversos portaaviones, como aeronaves, barcos y vehículos. La figura 1 muestra el rendimiento de los INS de diferentes grados.Fig.1 El rendimiento de INS de diferentes grados.El sistema MEMS INS ofrece una alta tasa de actualización y puede generar información completa sobre el estado, incluyendo posición, velocidad, actitud, velocidad angular y aceleración, con alta precisión de navegación a corto plazo. Sin embargo, requiere fuentes de información adicionales para inicializar la posición, la velocidad y la actitud, y su error de navegación inercial puro se acumula con el tiempo, especialmente en sistemas INS tácticos y comerciales.La combinación GNSS/MEMS INS permite aprovechar las ventajas complementarias de ambos sistemas: el GNSS proporciona una precisión estable a largo plazo y puede ofrecer valores iniciales de posición y velocidad, corrigiendo los errores acumulados en el MEMS INS mediante filtrado. Por otro lado, el MEMS INS puede mejorar la velocidad de actualización de la salida de navegación GNSS, enriquecer los tipos de información de estado y ayudar a detectar y eliminar fallos de observación GNSS.Modelo básico de navegación integrada GNSS/MEMS INSEl modelo básico de integración GNSS/MEMS INS refleja la relación funcional entre la información observada de los sensores (IMU y receptores) y los parámetros de navegación del portaaviones (posición, velocidad y actitud), así como los tipos y modelos aleatorios de errores de medición del sensor. Los parámetros de navegación del portaaviones deben describirse en un sistema de coordenadas de referencia específico.Fig. 2 Modelo básico de navegación integrada Gnssmems InsLos problemas de navegación suelen implicar dos o más sistemas de coordenadas: los sensores inerciales miden el movimiento del portaaviones en relación con el espacio inercial, mientras que sus parámetros de navegación (posición y velocidad) suelen describirse en un sistema de coordenadas terrestres para una comprensión intuitiva. Los sistemas de coordenadas comúnmente utilizados en la navegación integrada GNSS/INS incluyen el sistema de coordenadas inerciales centrado en la Tierra, el sistema de coordenadas terrestres centrado en la Tierra, el sistema de coordenadas geográficas locales y el sistema de coordenadas del cuerpo.Actualmente, los algoritmos para la integración de GNSS/MEMS INS en la navegación absoluta han madurado y han surgido numerosos productos de alto rendimiento en el mercado. Por ejemplo, los tres modelos de MEMS INS recién lanzados por Micro-Magic Inc., que se muestran en la imagen inferior, son adecuados para aplicaciones en drones, registradores de vuelo, vehículos no tripulados inteligentes, posicionamiento y orientación de la plataforma de la carretera, detección de canales, vehículos de superficie no tripulados y vehículos submarinos.Fig.3 Los tres sistemas GNSS/MEMS recién lanzados por Micro-Magic Inc.I3500Sistema de navegación inercial Mems Gyro I3500 de 3 ejes de alta precisión I3700Módulo rastreador GPS agrícola de alta precisión, consumo, sistema de navegación inercial, antena RTK MTK GNSS RTK, algoritmo RTK