25 مارس 2024 -توسط TransSpread-پلت فرم آزمایشی ژیروسکوپ های GNSS با نرخ بالا با سه آنتن Trimble Net R9 و واحد اندازه گیری اینرسی IMU-NV-LINS812. اعتبار: ناوبری ماهواره ای (2024). DOI:
اطلاعات مشاهده ای، که در زمینه های علمی و مهندسی بسیار مهم است، به طور سنتی برای اندازه گیری بر ابزارهایی مانند ژیروسکوپ تکیه می کند که در طول زمان با محدودیت هایی در کوچک سازی و دقت مواجه است.
محققان اکنون کاربردهای سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS) را گسترش داده‌اند تا شامل اندازه‌گیری سرعت و شتاب زاویه‌ای، جهشی به جلو بر اساس پیشرفت‌های شتاب‌سنج‌های رایانه‌ای و موفقیت GNSS در ثبت سرعت انتقالی باشد.
یک مطالعه اخیر توسط دانشگاه کیوتو که در مجله Satellite Navigation منتشر شده است، ژیروسکوپ GNSS را معرفی می کند. این نوآوری اندازه گیری دقیق دینامیک حرکت را امکان پذیر می کند و پیشرفت قابل توجهی را در تجزیه و تحلیل حرکت نشان می دهد.
روش اصلی شامل پردازش پیچیده داده‌های GNSS با نرخ بالا است، جایی که تیم از تکنیک‌های منظم‌سازی پیشرفته برای رسیدگی موثر و کاهش چالش‌های ناشی از نویز داده‌ها و نامطلوب بودن ذاتی محاسبه دینامیک زاویه‌ای استفاده می‌کند. چنین رویکردی بسیار مهم است، زیرا خروجی‌های اندازه‌گیری شده مستقیم از این دینامیک به دلیل تقویت نویز ذاتی در داده‌های خام GNSS مستعد خطاهای قابل توجهی هستند.
این تحقیق با مفهوم سازی GNSS به عنوان ژیروسکوپ، این پیچیدگی ها را بررسی می کند و روشی را ارائه می دهد که هم دقت و هم قابلیت اطمینان را دارد و بنابراین یک فناوری نوآورانه برای بهبود ژیروسکوپ های معمولی انواع مکانیکی، نوری و MEMS برای اندازه گیری دینامیکی و فراتر از آن ارائه می دهد.
آزمایش‌های گسترده، ستون فقرات فرآیند اعتبارسنجی این مطالعه را تشکیل می‌دهد. محققان به طور دقیق داده های GNSS را تجزیه و تحلیل کردند و از روش های مختلف و منظم سازی برای استخراج سرعت ها و شتاب های زاویه ای استفاده کردند. نتایج آشکار بودند و نشان دادند که دینامیک زاویه‌ای را می‌توان با دقت و قابلیت اطمینانی تعیین کرد که به طور قابل‌توجهی از اندازه‌گیری‌های ژیروسکوپی سنتی پیشی گرفت.
این اعتبار نه تنها امکان سنجی روش پیشنهادی را تایید کرد، بلکه برتری آن را در گرفتن تفاوت های ظریف حرکت برجسته کرد. ویژگی متمایز این تحقیق رویکرد آن برای غلبه بر تقویت قابل توجه نویز مشاهده شده در مشاهدات های GNSS است.
دکتر Peiliang Xu، رهبر تیم تحقیقاتی، بیان می کند: “ظهور ژیروسکوپ های GNSS نقطه عطف مهمی در تلاش ما برای دقت در اندازه گیری دینامیک زاویه ای است. این تکنیک نه تنها درک ما را از حرکت اجسام افزایش می دهد، بلکه راه های جدیدی را برای کاربردها در این زمینه باز می کند. زمینه های مختلف، از هوافضا گرفته تا زلزله شناسی.”
ژیروسکوپ‌های GNSS روشی مقرون‌به‌صرفه و دقیق برای اندازه‌گیری دینامیک زاویه‌ای، تأثیر بر هوافضا، ایمنی خودرو، روباتیک و ژئوفیزیک ارائه می‌دهند. این نوآوری نوید ناوبری پیشرفته، کنترل بهتر وسیله نقلیه و پیشرفت در تشخیص زلزله از طریق لرزه شناسی چرخشی را می دهد و کاربردهای گسترده خود را به نمایش می گذارد.
