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慣導測試離不開檢測儀器 離心機“大展身手”
2020年10月13日 08:53:12
來源：儀表網 點擊量：4044
近日，在京沈高鐵朝陽樞紐至順義段施工現(xiàn)場，來自中鐵第五勘察設計院集團有限公司和武漢大學的工程技術人員用一臺北斗慣性組合導航鐵路軌道幾何狀態(tài)測量儀，對上述路段雙線合計49.6公里的有砟軌道進行了多回合精測任務。標志著北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式應用于高鐵建設領域。
【化工儀器網 行業(yè)動態(tài)】近日，在京沈高鐵朝陽樞紐至順義段施工現(xiàn)場，來自中鐵第五勘察設計院集團有限公司和武漢大學的工程技術人員用一臺北斗慣性組合導航鐵路軌道幾何狀態(tài)測量儀，對上述路段雙線合計49.6公里的有砟軌道進行了多回合精測任務。標志著北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式應用于高鐵建設領域。
“北斗慣導小車”作用大
北斗慣性組合導航鐵路軌道幾何狀態(tài)測量儀俗稱北斗慣導小車，與傳統(tǒng)軌道精測手段相比，其測量效率提高了20倍以上。而近年來，范圍的衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)市場規(guī)模也在不斷擴大。據(jù)了解，2019年市場規(guī)模達到3479億美元，隨著支持衛(wèi)星導航的智能手機快速發(fā)展以及政府、商業(yè)、軍事、工業(yè)領域對高精度衛(wèi)星導航解決方案日益重視，衛(wèi)星導航市場將會進一步增長，預計到2025年，規(guī)模達7300億美元。
據(jù)小編了解，北斗三號全面組網完成后，定位精度將達到2.5米，配合地基增強等系統(tǒng)將實現(xiàn)更高精度的定位。良好的定位效果將在行業(yè)應用中發(fā)揮重要作用，如汽車智聯(lián)是北斗下游應用大的市場，還有諸多專業(yè)級市場如精準農業(yè)，智慧城市，測繪等行業(yè)將大量應用北斗相關產品以滿足更高精度的定位導航需求。
慣導測試設備與檢測儀器密不可分
慣導測試設備和運動仿真試驗設備都是以多軸運動為特征，因此簡稱為轉臺。慣導測試轉臺系統(tǒng)主要為慣性元件或導航系統(tǒng)的性能測試提供精確的空間坐標定位、精密的角速率以及角加速度測試基準；運動仿真轉臺一般又可分為飛行運動轉臺和目標運動仿真轉臺，主要用于提供逼真的載體姿態(tài)和對目標的跟蹤運動模擬環(huán)境。
慣性儀器是一種極其精密的儀器，它是指在慣性技術中以旋轉質量慣性為其特征的陀螺儀和以平移或旋轉質量慣性為其特征的加速度計。陀螺儀和加速度計都是慣性導航系統(tǒng)或慣性制導系統(tǒng)中不可缺少的核心測量儀器，慣性測量裝置就是由它們組成的。其中，陀螺儀用來檢測運載器在慣性空間中的角運動，加速度計用來檢測運載器運動時的比力。慣導測試設備則是評價慣性儀器的工具。沒有高精度的現(xiàn)代化測試設備，就不可能評定慣性儀器的實際工作性能并判定其是否能用，也不可能為改進設計以及誤差補償提供充分可靠的依據(jù)。
其中，精密離心機是隨著慣性技術、計算機技術、材料科學等高科技發(fā)展而出現(xiàn)的一類新型高精度慣導測試設備。主要用于標定和鑒定高靈敏度的慣導用加速度計。二十世紀以來，隨著電子技術、復合材料的突破性進展，大大促進了高精度慣導用精密離心機的研制。
國內外離心機發(fā)展現(xiàn)狀
國外在研制加速度計測試設備方面起步較早。美國和俄羅斯是慣性技術發(fā)展快、起步早的國家。從上世紀50年代起，這兩個國家就開始了離心機的研制工作，目前已有多種型號問世。這兩個國家的離心機水平代表了世界先進水平。俄羅斯離心機的研制工作開展也很早，研制單位主要有門捷列夫計量研究院和莫斯科“轉子”科研生產聯(lián)合體。俄羅斯研制的離心機主要分為蘭類：一是產生常值加速度的離心機；二是既可產生常值加速度又可產生諧波加速度帶有反轉平臺的離心機；三是主軸可傾斜的離心機。門捷列夫計量研究院擁有多項俄羅斯國家計量基準，如長度基準、質量基準和重力基準等，是俄羅斯在計量方面的機構。該研究院在慣導測試用轉臺和精密離心機方面的研究水平代表著俄羅斯在慣性技術測試領域的實際水平和能力。
我國在研制慣導用精密離心機方面的起步較晚，與世界先進水平有一定的差距。從事慣導用精密離心機研制的單位主要有：哈爾濱工業(yè)大學、航天總公司北京自動化控制設備研究所、航空精密機械研究所和304所等。航天科工集團二院二部、航天科工集團三十三所和核工業(yè)部九院從俄羅斯引進了盤式精密離心機。
我國在實現(xiàn)高動態(tài)條件下精確的角度測量與校準方面與國外有巨大的差距，未來需積極探索先進的動態(tài)角度測量工程實現(xiàn)方案與校準手段。此外，在大載荷、高動態(tài)條件下結構剛性的精確設計與實現(xiàn)方面與國外先進水平有較大差距，也需積極探索大尺寸結構的材料、設計、加工和裝調的優(yōu)化和實現(xiàn)方案。在包括可靠性、安全性、電磁兼容性等的綜合性能方面也有差距，應積極探索影響因素的機理和改善制造技術基礎能力。
離心機的發(fā)展前景
綜上所述，國內離心機技術發(fā)展起步晚，很多生產技術都依賴于國外引進，發(fā)展速度非常緩慢。雖然近幾年來國內隨著國家政策的扶持，科研機構加快了離心機技術研發(fā)的腳步，但離心機企業(yè)本身對離心機技術的投入依然很少，離心機技術革新慢，國內外離心機技術的差距仍然很大。
隨著中國離心機品牌的雄起，代表離心機好技術的企業(yè)，進入世界貿易的步伐不斷加快，離心機的貿易趨勢越來越急促，這源于我們對離心機技術的創(chuàng)新。專家預計，離心機將在未來五年內會有大變局，主要的變局不在技術上，而是市場規(guī)模，市場銷售體制，管理制度等方面的整合。
國外離心機市場的發(fā)展趨勢是智能化，控制方便，解放操作人員的勞動力，同時有助于推動通過各種出口的營銷傳播策略和顧客栽培技術展臺交流。在未來，國內企業(yè)也將盡早將新型的離心機設計理念投入生產，開發(fā)出更多新的離心機投放市場，從而真正解決大型企業(yè)的分離要求，提供有效的解決方案。同時會有很高的經濟效益提升中國離心機領域的形象。
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