2025-11-13
الملاحة بالقصور الذاتي هي تقنية أساسية للملاحة وتحديد المواقع تعتمد علىقوانين نيوتن للميكانيكا الكلاسيكية. تحدد موقع وسرعة واتجاه جسم متحرك عن طريققياس تسارعه وسرعته الزاوية دون الاعتماد على أي إشارات مرجعية خارجية.
يتم التعبير عن العلاقات الأساسية على النحو التالي:
حيث:
أ = متجه التسارع
ف = متجه السرعة
ر = متجه الموضع
ت = الزمن
من خلال التكامل المستمر لبيانات التسارع ومعدل الزاوية، يمكن لـنظام الملاحة بالقصور الذاتي (INS) حساب معلومات الحركة في الوقت الفعلي مثل الإزاحة والسرعة والاتجاه.
في سيناريو ملاحة مبسط أحادي البعد،مقياس تسارع واحد فقط مطلوب.
يقيس التسارع الخطي على طول محور واحد (على سبيل المثال، اتجاه حركة القطار).
المبدأ الأساسي:
عن طريق دمج التسارع مرة واحدة، تحصل علىالسرعة; عن طريق دمج السرعة مرة أخرى، تحصل علىالموضع.
للحركة المستوية مثل حركة القطار أو السيارة:
يتم استخدام مقياسي تسارع لقياسالتسارعات الجانبية والطولية.
تتم إضافةجيروسكوب لقياسزاوية الاتجاه في الوقت الفعلي (الاتجاه).
يتم إسقاط بيانات التسارع على المحورين X و Y وتكاملها لحسابالسرعة والموضع في الفضاء ثنائي الأبعاد.
التطبيقات:
المركبات الأرضية، وأنظمة السكك الحديدية، والروبوتات، والسفن البحرية، وأنظمة الملاحة الأخرى التي تتطلب تتبع المواقع في مستوى مسطح.
للملاحة ثلاثية الأبعاد الكاملة:
تقيس ثلاثة مقاييس تسارع التسارع على طولالمحاور X (الجانبية), Y (الطولية), وZ (الرأسية).
تقيس ثلاثة جيروسكوبات الحركة الزاوية حول كل من هذه المحاور.
يسمح الجمع بين هذه المستشعرات الستة للنظام بحسابمعلومات الحركة والاتجاه ثلاثية الأبعاد كاملة، بما في ذلكزوايا التدحرج والانحراف والانعراج.
المكونات الأساسية:
مقياس التسارع (يقيس التسارع الخطي)
جيروسكوب (يقيس السرعة الزاوية)
إطار تثبيت مع محركات التدحرج والانحراف والاتجاه
يشكل هذا التكوين أساسوحدات القياس بالقصور الذاتي (IMUs) وأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي (INS) المستخدمة في:
الفضاء والطيران
المركبات ذاتية القيادة
السفن والملاحة تحت الماء
الطائرات بدون طيار (UAVs)
الدفاع وتوجيه الصواريخ
الروبوتات الصناعية وأنظمة رسم الخرائط
