Skip to content
WONGCW 網誌
  • 首頁
  • 論壇
  • 微博
  • 壁紙下載
  • 免費圖床
  • 視頻下載
  • 聊天室
  • SEO工具
  • 支援中心
  • 表格製作
  • More
    • 在線名片
    • 網頁搜索
    • 天氣預報
    • 二維碼生成器
  • Search Icon

WONGCW 網誌

記錄生活經驗與點滴

高科技量子傳感器:當GPS陷入失效時繼續實現高精度慣性導航

高科技量子傳感器:當GPS陷入失效時繼續實現高精度慣性導航

2022-10-28 Comments 0 Comment

量子慣性傳感器是一種非凡的科學儀器,它可以測量運動,比幫助今天的導彈、無人機和飛機導航的設備要精確一千倍。然而,其精緻的、桌子大小的組件陣列,包括一個複雜的激光和真空系統,基本上使該技術被禁錮在實驗室的控制環境中。

Lee Jongmin希望改變這種狀況。這位原子物理學家是桑迪亞大學一個團隊的成員,該團隊設想將量子慣性傳感器作為革命性的機載導航輔助工具。該團隊正在努力將傳感器重新設計成一個緊湊、堅固的設備,當GPS信號被干擾或丟失時,該技術可以持續安全地引導車輛。

在實現其願景的一個重要里程碑中,該團隊已成功構建了一個冷原子乾涉儀。這是量子傳感器的一個核心部件,他們的版本被設計成比典型的實驗室設置要小得多,也更堅固。該團隊在最近發表在學術期刊《自然通訊》上的一篇論文中描述了他們的原型,展示瞭如何將幾個通常分離的組件整合到一個單一的單片結構中。在這樣做的過程中,他們將一個存在於大型光學桌上的系統的關鍵部件減少到一個大約鞋盒大小的結實的包裝。

足夠堅硬嗎?- 桑迪亞原子物理學家Jongmin Lee檢查了一個冷原子乾涉儀的傳感器頭,它可以幫助車輛在沒有GPS的情況下保持方向。資料來源:Bret Latter的照片

Jongmin說:”我們在實驗室裡已經證明了非常高的靈敏度,但實際問題是,對於現實世界的應用,人們需要縮小尺寸、重量和功率,然後在動態環境中克服各種問題。”

該論文還描述了利用正在開發的技術使系統進一步小型化的路線圖。該原型由桑迪亞的實驗室指導研究和開發計劃資助,表明在將先進的導航技術帶出實驗室並用於地面、地下、空中甚至太空的車輛方面取得了重大進展。

全球定位系統(GPS)是一個由軌道衛星組成的星座,為全世界的軍事和民用用戶提供位置、導航和計時數據。GPS衛星每12小時繞地球運行一次,不斷發射導航信號。通過適當的設備,用戶可以接收至少四個衛星信號來計算時間、位置和速度。這些信號非常精確,時間可以計算到百萬分之一秒之內,速度可以計算到每小時幾分之一英里之內,而位置可以計算到100英尺之內。

超靈敏的測量驅動導航能力

當噴氣機在天空中做桶狀翻滾時,目前的機載導航技術可以測量飛機的傾斜、轉彎和加速度,以便在沒有GPS的情況下計算出它的位置,Jongmin表示,在一段時間內。除非定期與衛星同步,否則微小的測量誤差會逐漸使飛行器偏離航線。量子慣性傳感器的區別和優勢在於,雖然以同樣的方式運作,但更高的精確度意味著機載導航不需要經常交叉檢查其計算結果,從而減少對衛星系統的依賴。

參與該項目的博士後研究員Roger Ding說:”原則上,不存在製造上的變化和校準,相比之下,傳統的傳感器會隨著時間的推移而變化,需要重新校準。”

該項目的首席工程師Aaron Ison說,為了讓原子乾涉儀做好動態環境的準備,他和他的團隊使用了在極端環境中被證實可持續的材料。此外,通常獨立的零件被整合在一起並固定在原地,或者用手動鎖定機制來建造。”一個具有盡可能少的螺栓接口的整體結構是創造一個更堅固的原子乾涉儀結構的關鍵。”

此外,該團隊使用稱為有限元分析的行業標準計算來預測該系統在常規環境下的任何變動都將落在所需的允許範圍內。但目前沒有對新設計進行機械應力測試或現場測試,因此需要進一步研究以測量該設備的強度。

整體的小而緊湊的設計自然會帶來一個更堅硬更堅固的結構,光子學照亮了通往更小型化系統的道路。

出於穩定性的考慮,大多數現代原子乾涉測量實驗都使用安裝在一個大型光學平台上的激光器系統。桑迪亞的裝置相對來說比較緊湊,但該團隊已經想出了進一步的設計改進,利用集成光子技術使量子傳感器變得更小。

該項目的主要研究人員、量子傳感專家Peter Schwindt說:”有幾十到幾百個元素可以放在一個比一分錢還小的芯片上。”

光子設備,如激光器或光纖,使用光來執行有用的工作,集成設備包括許多不同的元素。光子學被廣泛用於電信領域,正在進行的研究正在使它們變得更小,功能更多。隨著進一步的改進,彼得認為一個乾涉儀所需的空間可以小到幾升。他的夢想是製作一個汽水罐大小的干涉儀。

在他們的論文中,桑迪亞團隊概述了一個未來的設計,其中他們的大部分激光裝置被一個單一的光子集成電路所取代,每邊大約8毫米。將光學元件集成到一個電路中,不僅可以使原子乾涉儀更小,而且還可以通過將元件固定在原位而使其更加堅固耐用。

雖然該團隊還不能做到這一點,但他們所需要的許多光子技術目前正在桑迪亞開發。”這是一條通往高度微型化系統的可行之路,”Roger說。同時,Jongmin說,集成光子電路將可能降低成本,並提高未來製造的可擴展性。”桑迪亞對導航領域的量子傳感的未來展示了一個雄心勃勃的願景。”

分享此文:

  • 按一下即可分享至 X(在新視窗中開啟) X
  • 按一下以分享至 Facebook(在新視窗中開啟) Facebook
  • 分享到 WhatsApp(在新視窗中開啟) WhatsApp
  • 按一下以分享到 Telegram(在新視窗中開啟) Telegram
  • 分享到 Pinterest(在新視窗中開啟) Pinterest
  • 分享到 Reddit(在新視窗中開啟) Reddit
  • 按一下即可以電子郵件傳送連結給朋友(在新視窗中開啟) 電子郵件
  • 點這裡列印(在新視窗中開啟) 列印

相關


網絡資訊

Post navigation

PREVIOUS
保時捷將生產三電機版Taycan 與特斯拉Model S Plaid直面對決
NEXT
Linux 6.2開始為800Gbps以太網絡帶寬做準備

發表迴響取消回覆

這個網站採用 Akismet 服務減少垃圾留言。進一步了解 Akismet 如何處理網站訪客的留言資料。

More results...

Generic filters
Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in excerpt
Filter by 分類
網站公告
Featured
限時免費
Windows 軟件下載
系統軟件
辦公軟件
圖像處理
影音媒體
網絡軟件
應用軟件
Mac 軟件下載
安卓軟件下載
網絡資訊
Mac資訊
Linux資訊
VPS資訊
NASA資訊
WordPress資訊
WeChat資訊
PHP資訊
教學資源
開源程序
網頁工具
SEO工具
醫療健康
其他資訊
Content from
Content to
2022 年 10 月
一 二 三 四 五 六 日
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  
« 9 月   11 月 »

分類

  • 網站公告
  • 限時免費
  • Windows 軟件下載
  • 系統軟件
  • 辦公軟件
  • 圖像處理
  • 影音媒體
  • 網絡軟件
  • 應用軟件
  • Mac 軟件下載
  • 安卓軟件下載
  • 網絡資訊
  • Mac資訊
  • Linux資訊
  • VPS資訊
  • NASA資訊
  • WordPress資訊
  • WeChat資訊
  • PHP資訊
  • 教學資源
  • 開源程序
  • 網頁工具
  • SEO工具
  • 醫療健康
  • 其他資訊

彙整

近期文章

  • 蘋果智慧家庭中心配備類似Pad的顯示器和機械手臂售價或達1000美元 2025-05-13
  • 研究發現人體手指皮膚浸水後產生的皺紋存在圖案的重複性 2025-05-13
  • 數十家歐盟公司起訴Google 要求其賠償120億歐元 2025-05-13
  • 華為Pura 80工程機鏡頭膜首曝仍是三角排列 2025-05-13
  • 在建大壩成功取出12層樓高混凝土芯樣 2025-05-13
  • Windows 11測試「進階設定」項目以加強對檔案總管等的控制 2025-05-13
  • SonyXperia 1 VII發布:1080P螢幕+驍龍8 Elite 售價過萬 2025-05-13
  • 研究證明有些人就是愛“抬槓” 2025-05-13
  • 消息稱日產將暫停日本部分工廠運營 2025-05-13
  • 《異塵餘生》真人劇第二季前導預告前往拉斯維加斯、已續訂第三季 2025-05-13

熱門文章與頁面︰

  • 您可以在Windows 11 24H2 中找回WordPad
  • 巴西總統盧拉見證美團簽署10億美元投資協議Keeta宣布進入巴西市場
  • 台積電美國三座新廠產能預訂一空蘋果、NVIDIA、AMD搶著要
  • 2024全球晶片公司排行:NVIDIA居首英飛凌、義法半導體跌出前十
  • 蘋果今年將為台積電貢獻1兆新台幣營收
  • Manus回應開放註冊:海外用戶已取消等候名單國內產品尚未發布
  • 特斯拉AI代理商上線:幫助客戶更輕鬆接觸公司高層
  • 摩根大通分析師預測金價到2029年或達到6000美元
  • 美國疑出現可變形UFO盤旋15分鐘專家釋疑
  • 美前財長薩默斯痛批川普擬接受卡達豪華飛機:“香蕉共和國層級的腐敗”

投遞稿件

歡迎各界人士投遞稿件到admin@wongcw.com

請提供以下資料:

1.你的名字

2.你的電郵

3.分類目錄

4.文章標題

5.文章摘要

6.文章內容

7.文章來源

 

聯繫我們

查詢,投稿,商務合作:
​admin@wongcw.com
​技術支援:
​support@wongcw.com
​客户服務:
​cs@wongcw.com

QQ群:833641851

快帆

MALUS

極度掃描

DMCA.com Protection Status

WONGCW 網誌

  • 免責聲明
  • 捐助我們
  • ThemeNcode PDF Viewer
  • ThemeNcode PDF Viewer SC
  • Events

服務器提供

本站使用之服務器由ikoula提供。

聯繫我們

查詢,投稿,商務合作:
​admin@wongcw.com
​技術支援:
​support@wongcw.com
​客户服務:
​cs@wongcw.com

QQ群:833641851

© 2025   All Rights Reserved.