Анализ высокоточных технологических решений гироскопов из волоконного оптического волокна

Анализ высокоточных технологических решений гироскопов из волоконного оптического волокна

1Архитектура основных технологий

Эффект Сагнака и обнаружение фазовых различий

Гироскоп из оптического волокна основан на эффекте Сагнака.путем измерения углового движения, вызванного разницей фаз между двумя лучами обратного распространения света, для определения угловой скоростиОсновной оптический путь использует конструкцию резонансной полости кольца волокна, сохраняющей предвзятость, что уменьшает ошибку поляризации до 0.0001°/h шкала.

Полная цифровая обработка сигнала в замкнутом цикле

Использование полностью цифровой технологии управления в замкнутом цикле (например, архитектуры FPGA+ASIC) для компенсации нелинейной ошибки в оптическом пути в режиме реального времени;повышение динамической скорости ответа до более 10 кГц, и поддерживают мгновенное захват угловой скорости в высокоскоростных вращающихся сценах.

Оптимизация источника света из допированных эрбием волокон

Э-э-э...Технология ультрафлуоресцентного источника света из биом-допированного волокна для достижения широкого спектра низкой производительности шума (стабильность длины волны < 0,1ppm), срок службы источника света увеличивается до 100 000 часов,значительное уменьшение влияния колебаний интенсивности света на точность.

2. программа проектирования системы

Модуль источника света

Интегрированный 980nm насос лазер и эрбий-допированный волоконный усилитель, стабильность выходной мощности±00,01%.

В сочетании с цепью контроля температуры (точность±0.01°C), чтобы исключить смещение длины волны источника света, вызванное ошибкой измерения.

Сборка оптических волокон

Принятие 150 мм диаметром четырехпольного симметрично закрученного оптоволоконного кольца для подавления вибрации и температурного градиента помех.

Технология многослойной бронированной инкапсуляции±0.001°/h стабильность с нулевым уклоном.

Устройство обработки сигнала

Основанная на цифровой технологии фазовой блокировки усиления (например, чип AD630) для извлечения слабых фазовых сигналов.

Минимальная обнаруживаемая разница фаз <0.001μrad, соответствующий разрешению угловой скорости 0.0002°- Я не знаю.

Модуль компенсации ошибок

Интегрируйте температуру, магнитное поле, вибрационные трехосные датчики для создания модели компенсации ошибок в реальном времени.

С помощью алгоритма фильтрации Калмана интегрированная ошибка подавляется до уровня ниже 0.0015°- Я не знаю.

3.Ключевые параметры производительности

Технические характеристики диапазона параметров показателя

Точность измерения 0.001°/h (1σ) Стандарт требований к стратегической навигации

Динамический диапазон±1500°Поддержка высокоскоростных маневров транспортных средств

Время запуска <5 секунд Способность быстрого реагирования на холодный старт

Приспособимость к окружающей среде -40°Cдо + 85°CДизайн широкого температурного диапазона военного класса

4Типичные сценарии применения

Высокоточная навигационная система

Используется для инерциальной навигации ядерных подводных лодок (позиционный дрейф <0,8 морских миль/24 часов) и управления положением спутников (точность указания 0.001°)).

Руководство стратегическим оружием

Проводили на борту ракеты-носителя МБР, осуществляя руководство с конца на конец (CEP<10m) в условиях без GPS.

Аэрокосмическая платформа

Применяется для управления стыковкой на космической станции (относительная ошибка положения < 0.005°) и гиперзвуковое отслеживание траектории транспортного средства.

5. Направление развития технологий

Миниатюризованная конструкция: разработка миниатюризированного кольца из оптического волокна диаметром < 80 мм, подходящего для БПЛА и оборудования для одного солдата.

Улучшение защиты от сбоев: внедрение технологии фотонического кристаллического волокна для улучшения способности к противодействию электромагнитным помехам до 100 кВ/м.

Многоосевое интеграционное решение: разработка трехосевого интегрированного пакетного модуля (объем < 0,5 л), снижение потребления энергии до менее 3 Вт.