Анализ основных показателей гироскопов из оптических волокон

Анализ основных показателей гироскопов из оптических волокон

1. Стабильность с нулевым уклоном и нулевым уклоном

Определение и значение

Нулевая предвзятость: эквивалентная угловая скорость гироскопа, когда входная угловая скорость равна нулю, что идеально соответствует компоненту вращения Земли.

Стабильность нулевого уклонения: степень дисперсии нулевого уклонения (выражается в виде стандартного отклонения), который является основным индексом точности, и стратегические продукты могут достигать 0.001°/h (1σ)).

Факторы влияния и оптимизация

Нарушение температуры: изменение температуры окружающей среды приводит к не взаимному сдвигу фаз катушек из оптических волокон.которая должна быть подавлена с помощью алгоритмов контроля температуры или компенсации (движение)≤0.1°/h в всей температурной зоне).

Шум поляризации: используются оптические волокна, сохраняющие поляризацию, и технология фильтрации поляризации для уменьшения влияния колебаний поляризации на нулевую предвзятость.

2.Фактор масштаба и нелинейная ошибка

Ключевые параметры

Коэффициент масштаба: соотношение выходной и входной угловой скорости, отражающее чувствительность, нелинейную ошибку продуктов навигационного класса≤50 ppm (полномасштаб 300)°/s).

Стабильность: под влиянием изменений температуры и состояния поляризации, точность линейного приспособления должна быть проверена с помощью динамического ввода угловой скорости.

Динамическая проверка производительности

Испытание реакции на высокой скорости: в диапазоне угловой скорости ввода 0,1 ~ 1000°/s, время отклика≤1 мс, и отклонение точности отслеживания≤ ±00,5%.

3- Да.коэффициент случайного блуждания и характеристики шума

Классификация индекса шума

Угловой случайный пробег (ARW): отражающий угловую скорость белого шума,≤0.0005°/√h для продуктов стратегического класса.

Уровень плотности шума: мощность шума на единицу полосы пропускания, и ARW есть отношение преобразования (типичное значение≤0.001°/сек/√Гц).

Источник шума

Спонтанное излучение фотонов, шум детекторной цепи, механические вибрации и т. д. должны сочетать цифровую фильтрацию и антивибрационную конструкцию для уменьшения воздействия.

4Динамический диапазон и чувствительность

Порог и разрешение

Порог: минимальная обнаруживаемая угловая скорость (стратегический уровень)≤0.0001°/h).

Разрешение: измерение инкрементальной чувствительности, непосредственно связанной с уровнем шума.

Максимальная угловая скорость ввода

Типичный динамический диапазон±1500°/s, поддерживает высокоскоростные маневры транспортных средств и мгновенное захват угловой скорости.

5Приспособимость к окружающей среде

Температурная область и сопротивление вибрации

Рабочая температура: -40°С до +85°C (стандарты военного класса), нулевое изменение предвзятости≤0.1°/h после компенсации температурного отклонения.

Сопротивление вибрации: колебания выхода≤0.03°/s при осевых вибрациях 3g RMS (10Hz~2000Hz).

Электромагнитная совместимость

Принимается защищенная упаковка и схема противозаторможения для поддержания стабильной выработки при напряжении поля 100 кВ/м.

6.Сравнение типичной классификации производительности

Уровень производительности Стабильность с нулевым уклоном (°/h) Коэффициент случайного блуждания (°/√h) Сценарий применения

Тактический класс≤0.01≤0.01 Навигация БПЛА

Уровень навигации≤0.001≤0.001 Подводное инерциальное направление

Стратегический уровень≤0.0001≤0.0005 Руководство МБР

7Технология компенсации ошибок

Полноцифровое управление с закрытым контуром

Основанная на архитектуре FPGA+ASIC, коррекция нелинейной ошибки оптического пути в режиме реального времени для улучшения стабильности и динамического ответа с нулевым уклоном.

Слияние многодатчиков

Интеграция датчиков температуры и вибрации, компенсация нарушений окружающей среды в режиме реального времени посредством фильтрации Калманом (интегрированная ошибка)≤0.0015°/h).

Стандарты испытаний и проверки

Allan ANOVA: используется для количественной оценки стабильности и коэффициента случайного блуждания.

Динамическая калибровка: в сочетании с высокоточным вращающимся столом для моделирования фактических условий работы, для проверки погрешности коэффициента масштаба и точности отслеживания.

Благодаря оптимизации и проверке вышеперечисленных основных показателей, гироскоп из волоконного оптика достиг технологических прорывов в области высокоточной навигации.Руководство стратегическим оружием, и т. д. и постепенно заменили традиционный механический гироскоп.