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El Sistema de Navegación Inercial con Fibra Óptica Strapdown (FOG-SINS) utiliza giroscopios de fibra óptica (FOG) y acelerómetros para formar una unidad de medición inercial (IMU) de estado sólido, que calcula los parámetros de movimiento del portaaviones en tiempo real mediante un algoritmo strapdown. Gracias a sus importantes ventajas tecnológicas, FOG-SINS se ha convertido en el núcleo de la nueva generación de sistemas de navegación para buques oceánicos.
El uso de FOG-SINS en el sector de los buques oceánicos se refleja principalmente en la navegación marítima, el control de vehículos submarinos y la medición multihaz. Sus principales ventajas son su alta precisión, alta fiabilidad, gran capacidad antiinterferente, navegación autónoma, excelente rendimiento dinámico y buena adaptabilidad ambiental.
Navegación de barcos
FOG-SINS puede proporcionar información continua y autónoma sobre la posición, el rumbo, la actitud (balanceo, cabeceo), la velocidad y la aceleración del barco para la navegación.
FOG-SINS se integra con GNSS (GPS, Beidou, etc.), odometría (Doppler/electromagnética), brújula (magnética/eléctrica), etc. (generalmente mediante filtro Kalman) para formar un sistema de navegación integrado de alta precisión y fiabilidad. FOG-SINS proporciona capacidades de navegación cruciales en caso de interferencia, obstrucción o fallo de la señal GNSS (como en cañones, bajo puentes o en entornos de guerra electrónica).
FOG-SINS también puede proporcionar información de referencia de actitud de alta precisión para armas a bordo.
Las ventajas técnicas de FOG-SINS en la navegación marítima:
⚪Alta precisión y estabilidad: la estabilidad de sesgo cero de los FOG de alta precisión modernos puede alcanzar el orden de 0,01°/h o incluso más, y el recorrido aleatorio angular puede alcanzar el orden de 0,001°/√h, lo que puede soportar requisitos de navegación inercial de alta precisión a largo plazo y reducir significativamente la velocidad de acumulación de errores de posición.
⚪ Inicio y respuesta rápidos, amplio rango dinámico: Tiempo de inicio corto (tiempo de precalentamiento mucho menor que el de los giroscopios mecánicos), respuesta dinámica rápida y captura precisa de las maniobras rápidas del barco (como el gobierno de emergencia y la prevención de colisiones). Capaz de medir diversos movimientos del barco, desde velocidades extremadamente bajas hasta altas.
⚪ Alta adaptabilidad ambiental y resistencia a impactos y vibraciones: relativamente insensible a cambios en factores ambientales marinos como temperatura, humedad y niebla salina (especialmente tras un buen diseño y compensación), con alta fiabilidad. La estructura totalmente de estado sólido (sin piezas mecánicas giratorias) proporciona una alta inmunidad a los impactos y vibraciones inherentes a la operación del buque, con un rendimiento estable y una larga vida útil.
Control de vehículos submarinos (AUV/UUV)
FOG SINS, como componente principal del sistema de control de sumergibles, es el sensor principal para que los AUV logren una navegación autónoma de alta precisión y a largo plazo en ausencia de señales GNSS bajo el agua. Proporciona información de posición, actitud, velocidad y aceleración.
La combinación de FOG SINS, registro Doppler (DVL), profundímetro, magnetómetro (asistencia de rumbo), sistema de posicionamiento acústico de línea base ultracorta/línea base larga (USBL/LBL), navegación por coincidencia gravimétrica/geomagnética, etc., forma un sistema de navegación subacuática integrado que mejora considerablemente la precisión y la fiabilidad de la navegación. FOG SINS es la base de la navegación integrada.
FOG SINS proporciona retroalimentación de actitud y rumbo en tiempo real y de alta precisión para el sistema de control de los AUV (como timón, propulsor y mecanismo de ajuste de actitud), logrando precisión en profundidad, altura, navegación direccional y maniobras complejas (como vuelo estacionario y navegación inferior). Proporciona una referencia de actitud estable para cargas útiles de tareas como sonares (barrido lateral, vista frontal), cámaras y brazos robóticos para garantizar la calidad de los datos y la precisión operativa.
Las ventajas técnicas de FOG SINS en el sistema de control sumergible subacuático:
⚪ Autonomía completa: no depender de señales externas, es la clave para lograr una verdadera navegación autónoma bajo el agua.
⚪ Alta precisión (especialmente importante bajo el agua): La información de actitud y rumbo de alta precisión es crucial para evitar obstáculos bajo el agua, rastrear el terreno y realizar operaciones precisas. Una buena estabilidad de sesgo cero puede prolongar el tiempo de navegación inercial pura bajo el agua.
⚪ Interferencia del campo magnético anti: Los giroscopios de fibra óptica se basan en principios ópticos y no se ven afectados por el complejo entorno del campo magnético bajo el agua (mientras que las brújulas magnéticas sí se ven afectadas).
Sistema de medición de múltiples haces
El sistema FOG SINS puede proporcionar compensación de movimiento para sistemas de medición multihaz, su principal aplicación en la medición de profundidad multihaz. Mide y compensa con precisión en tiempo real los cambios de actitud (balanceo, cabeceo, guiñada) y los movimientos de balanceo del buque/plataforma de medición en el momento de la medición.
FOG SINS puede proporcionar información precisa sobre el ángulo de rumbo y la posición para el sistema de medición de múltiples haces (generalmente acoplado estrechamente con GNSS), que se utiliza para determinar la posición y dirección precisas del conjunto del sonar en el sistema de coordenadas geodésicas.
FOG SINS puede proporcionar una referencia de tiempo precisa para todo el sistema de medición (sonar multihaz, GNSS, sensores de movimiento, perfilador de velocidad del sonido, etc.).
Las ventajas técnicas de FOG SINS en el sistema de medición multihaz:
⚪ Rendimiento dinámico y ancho de banda ultraaltos: capaz de medir y responder con precisión y rapidez a los movimientos de alta frecuencia de buques/plataformas (especialmente el cabeceo y la oscilación causados por olas de período corto), lo cual es clave para obtener datos de alta calidad del terreno del fondo marino. Su capacidad de respuesta dinámica supera con creces la de las unidades de referencia verticales (VRU) tradicionales.
⚪ Alta precisión de actitud: La precisión de la actitud (especialmente el balanceo y el cabeceo) afecta directamente la precisión de compensación del ángulo del haz. FOG SINS puede proporcionar un ángulo subangular ( ⚪ Integración estrecha y sincronización temporal: los FOG SINS suelen estar diseñados como unidades de medición altamente integradas (a menudo denominadas POS MV o INS), con sensores internos (giroscopios, acelerómetros) que tienen una precisión de sincronización extremadamente alta y la capacidad de lograr una sincronización temporal de nivel de microsegundos con otros sensores externos (GNSS, sonar), lo que garantiza una alineación estricta de todos los datos en el tiempo. Productos clave y especificaciones técnicas Parámetro IF3600 IF3700 Precisión de alineación inercial pura Precisión en la búsqueda del norte ≤0,1°seg(Φ) ≤0.05°seg(Φ) Precisión de actitud ≤0,008° ≤0.003° Precisión de retención de inercia pura Ángulo de rumbo 0,03°/h ≤0.01° Ángulo de actitud 0,02°/h ≤0.005° Posición（CEP50%） ≤1 milla náutica/h ≤1 milla náutica/h velocidad ≤0,5 m/s ≤0,5 m/s Precisión de la combinación inercial/satelital Título ≤0,02° ≤0.02° Actitud ≤0,005° ≤0.005° Posición ≤ 2 m (单点) ≤ 2 cm + 1 ppm（RTK） ≤1,2 m (单点) ≤2 cm + 1 ppm（RTK） Velocidad ≤0,02 m/s ≤0,02 m/s Precisión de la combinación Inercia/ODO/DVL Combinación de cuentakilómetros/DVL 0,25% ×D ≤0,5%×D Conclusión El sistema de navegación inercial con correa de fibra óptica se ha convertido en una tecnología central indispensable en la navegación de alta precisión de los barcos modernos, la operación autónoma de vehículos submarinos y el mapeo del terreno del fondo marino de alta resolución debido a sus ventajas de alta confiabilidad de estado sólido, precisión dinámica y capacidad de fusión de múltiples sensores. 
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