2025-11-12
إن نظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) هو تقنية ملاحة مستقلة تعتمد على أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي مثل الجيروسكوبات و تعتمد مقاييس التسارع. لا يعتمد نظام الملاحة بالقصور الذاتي على إشارات خارجية، مما يوفر قدرة عالية على التخفي، وقدرة قوية على مقاومة التشويش، والتشغيل في جميع الأحوال الجوية. يستخدم على نطاق واسع في الفضاء والطائرات بدون طيار والملاحة البحرية والمركبات ذاتية القيادة. يبدأ فهم الملاحة بالقصور الذاتي بأسسها النظرية—قوانين نيوتن للحركة.
"يبقى الجسم الساكن ساكناً، ويستمر الجسم المتحرك في حركة منتظمة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية."
يكشف هذا القانون عن خاصية الأجسام في الحفاظ على حالة حركتها—القصور الذاتي. يستخدم نظام الملاحة بالقصور الذاتي هذا المبدأ عن طريق قياس التغيرات في حركة الحامل في الفضاء بالقصور الذاتي لحساب موقعه وسرعته واتجاهه.
"تسارع الجسم يتناسب طرديًا مع القوة المؤثرة ويتناسب عكسيًا مع كتلته، أي أن a = F/m."
في الملاحة بالقصور الذاتي، تعتمد مقاييس التسارع على هذا القانون، وتقيس القوة المحددة المؤثرة على الحامل لحساب التسارع، والذي يتم دمجه بعد ذلك للحصول على السرعة والإزاحة.
"لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومضاد له في الاتجاه."
يتجلى هذا القانون في نظام الملاحة بالقصور الذاتي كاقتران ميكانيكي بين المستشعرات والحامل، وهو أمر ضروري للتحكم في الاهتزاز وتعويض الأخطاء ونمذجة النظام.
تتطلب صحة قوانين نيوتن إطارًا مرجعيًا بالقصور الذاتي. في نظام الملاحة بالقصور الذاتي، عادةً ما يتم تحديد إطار القصور الذاتي المركزي للأرض (ECI) أو إطارات الملاحة مثل NED كمرجع لحساب مسار الحامل.
يتكون نظام الملاحة بالقصور الذاتي النموذجي من:
تعد تقنية الملاحة بالقصور الذاتي مكونًا أساسيًا لأنظمة الملاحة الحديثة عالية الدقة. من قوانين نيوتن إلى الإطارات بالقصور الذاتي، ومن المستشعرات إلى الخوارزميات، تعكس كل خطوة تكاملاً عميقًا للفيزياء والهندسة. مع تقدم تقنية MEMS، يصبح نظام الملاحة بالقصور الذاتي أقل تكلفة وأكثر دقة وأكثر إحكاما، مما يجد تطبيقات أوسع في المركبات ذاتية القيادة والروبوتات والأجهزة الذكية القابلة للارتداء.
#الملاحة_بالقصور_الذاتي #نظام_الملاحة_بالقصور_الذاتي #قوانين_نيوتن #الإطار_بالقصور_الذاتي #وحدة_القياس_بالقصور_الذاتي #نظام_الملاحة_بالقصور_الذاتي_المثبت #المركبات_ذاتية_القيادة #ملاحة_الطائرات_بدون_طيار #MEMS #مرشح_كالمان
