Aplicación y ventajas de los sistemas de navegación inercial M5000 FOG en la exploración de aguas profundas
La exploración en aguas profundas se enfrenta a graves desafíos, como la alta presión, la oscuridad, entornos electromagnéticos complejos y operaciones de larga duración. En equipos como sumergibles no tripulados de aguas profundas y plataformas de cartografía submarina, los sistemas de navegación inercial (INS) de alta precisión y fiabilidad son fundamentales para garantizar el éxito de las misiones y la tecnología clave para lograr operaciones submarinas autónomas, precisas y duraderas. Por ejemplo, el sistema de navegación inercial con giroscopio de fibra óptica (FOG) resistente a la presión M5000, fabricado por Micro Magic, se ha convertido en la solución de navegación esencial para vehículos de aguas profundas (como AUV/ROV) gracias a su diseño resistente a la presión en aguas profundas, su capacidad de navegación por fusión multifuente y sus sensores de alta precisión.
Los AUV necesitan navegar de forma autónoma durante varias horas o incluso días en fosas de miles de metros de profundidad sin señales GPS y en terrenos complejos, para realizar cartografía submarina a gran escala, estudios de recursos o monitoreo ambiental. El sistema debe ser capaz de lograr un posicionamiento de alta precisión a largo plazo, una salida de actitud estable e integrar eficazmente la información de velocidad DVL para eliminar los errores acumulados en la navegación inercial.
El sistema de navegación inercial M5000 integra FOG de deriva ultrabaja (0,01°/h) y un acelerómetro de alta precisión (0,02 m/s²), lo que garantiza una altísima precisión de actitud y rumbo durante la navegación submarina de larga duración. Además, proporciona una plataforma estable y una referencia geográfica precisa para los sensores de topografía (sónar multihaz y de barrido lateral). Al mismo tiempo, el M5000 integra INS/DVL en profundidad, lo que mejora significativamente la precisión del posicionamiento subacuático. Un error de probabilidad circular del 0,8 % del alcance significa que, tras navegar 10 kilómetros, el error de posicionamiento es de tan solo unos 80 metros (CEP), mucho mejor que la navegación inercial pura. A una profundidad de 3000 metros y una resistencia a la presión de 30 MPa, cumple directamente con los requisitos de profundidad de la mayoría de las operaciones AUV en aguas profundas sin necesidad de protección adicional del tanque de presión. Está equipado con una tarjeta SD de 32 GB que puede registrar completamente los datos inerciales originales y los resultados de la solución de navegación de todo el proceso de navegación, lo que facilita la reproducción y el análisis, la evaluación de la precisión y la optimización de los algoritmos después de la misión.
Los ROV realizan operaciones precisas como despliegue de equipos, recolección de muestras y mantenimiento estructural en el lecho marino, lo que requiere una precisión y estabilidad de medición de actitud instantánea ultraaltas para garantizar un posicionamiento espacial preciso de las operaciones del brazo robótico; Al mismo tiempo, es necesario responder rápidamente al movimiento del barco nodriza y mantener un vuelo estacionario estable.
El M5000 proporciona una referencia espacial precisa casi en tiempo real para plataformas ROV y brazos robóticos con una precisión de actitud ultraalta (≤0,02° RMS), que es la clave para operaciones de precisión exitosas; precisión de oleaje de 5 cm o 5 %, que mide de manera efectiva el movimiento vertical (oscilación) causado por el barco nodriza o la corriente oceánica, combinado con una actitud de alta precisión, que ayuda al sistema de control de estabilidad del ROV a lograr un vuelo estacionario preciso y una interferencia anti-oleaje.
Las plataformas de observación o módulos de aterrizaje que se despliegan en el lecho marino durante un largo tiempo necesitan monitorear sus propios pequeños cambios de postura (como la actividad geológica del lecho marino, la inclinación causada por las corrientes oceánicas) o proporcionar información de navegación precisa durante el despliegue/recuperación.
El sistema de navegación inercial M5000, con una precisión y estabilidad de actitud ultra altas, puede capturar con sensibilidad pequeños cambios de actitud de la plataforma, proporcionando datos importantes para el monitoreo geofísico o ambiental; Al mismo tiempo, M5000, con su algoritmo de interferencia anti-electromagnética desarrollado independientemente, tiene una fuerte capacidad anti-interferencia, lo cual es particularmente importante en áreas hidrotermales de aguas profundas o plataformas con uso intensivo de equipos donde pueden existir fuertes campos magnéticos; Receptor GNSS incorporado, obtiene rápidamente información de posición precisa antes del despliegue (en la superficie del agua) o después de la recuperación, y brinda soporte para la alineación dinámica.
| Parámetro | M5000 |
Precisión del rumbo | Combinación inercial/satélite: ≤ 0,2° * seg (L) (RMS) |
Inercia pura: ≤ 0,3 ° * seg (L) (RMS) | |
Precisión de actitud | ≤0,02°(RMS) |
Precisión de posicionamiento | ≤0,8%D（CEP，INS/DVL组合） |
Precisión de elevación | 5cm o 5%H (Tome el valor máximo） |
Precisión de la velocidad angular | 0,01°/s |
rango de velocidad angular | ±500°/s |
Precisión de aceleración | 0,02 m/s^2 |
Rango de aceleración | ±15 g |
Tiempo de alineación | ≤5 min（Autoalineación） |
Modo de navegación | Combinación inercial/satélite, inercia pura |
Temperatura de funcionamiento | -40℃～+60℃ |
Grado de protección | Resistencia a la presión de 30 megapascales (3000 metros bajo el agua) |
El sistema de navegación inercial con correa M5000 FOG, con su capacidad de resistencia a la presión a nivel del mar profundo, alta precisión y estabilidad basadas en FOG, rendimiento de navegación integrado INS/DVL optimizado para profundidad, diseño compacto y robusto, y amplias funciones para aplicaciones en aguas profundas, proporciona un potente soporte de navegación, posicionamiento y referencia de actitud para escenarios clave como la exploración autónoma de AUV en aguas profundas, operaciones de precisión de ROV y plataformas de observación submarina. No solo es el "ojo" del sumergible para percibir su propio estado y posición en un entorno oscuro y de alta presión, sino también el "centro neurálgico" para garantizar datos de detección precisos y fiables y la correcta ejecución de las tareas operativas.
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