Analisi degli indicatori di base del giroscopio in fibra ottica

Analisi degli indicatori di base del giroscopio in fibra ottica

1. Zero Bias e Zero Bias Stability

Definizione e significato

Bias zero: la velocità angolare equivalente di uscita del giroscopio quando la velocità angolare di ingresso è pari a zero, che corrisponde idealmente alla componente di rotazione della terra.

Stabilità di bias zero: il grado di dispersione di bias zero (espresso come deviazione standard), che è l'indice di precisione di base, e i prodotti strategici possono raggiungere 0.001°/h (1σ)).

Fattori di influenza e ottimizzazione

Disturbazione della temperatura: le variazioni della temperatura ambiente provocano uno spostamento di fase non reciproco delle bobine in fibra ottica.che deve essere soppresso da algoritmi di controllo della temperatura o di compensazione (drift≤0.1°/h in tutta la zona di temperatura).

Rumore di polarizzazione: la fibra ottica che conserva la polarizzazione e la tecnologia di filtraggio della polarizzazione sono adottate per ridurre l'impatto delle fluttuazioni di polarizzazione sul bias zero.

2.Fattore di scala e errore non lineare

Parametri chiave

Fattore di scala: il rapporto tra velocità angolare di uscita e di ingresso, che riflette la sensibilità, l'errore non lineare dei prodotti di navigazione è≤50 ppm (in scala completa 300°/s).

Stabilità: influenzata dai cambiamenti di temperatura e di stato di polarizzazione, l'accuratezza dell'adattamento lineare deve essere verificata con l'input dinamico della velocità angolare.

Verifica dinamica delle prestazioni

Prova di risposta ad alta velocità: nell'intervallo della velocità angolare di ingresso 0,1~1000°/s, il tempo di risposta è≤1ms, e la deviazione della precisione di tracciamento è≤ ±00,5%.

3- Sì.il coefficiente di erratazione casuale e le caratteristiche del rumore

Classificazione dell'indice del rumore

Wander angolare casuale (ARW): riflettendo il rumore bianco della velocità angolare,≤0.0005°/√h per i prodotti di grado strategico.

Densità acustica: potenza acustica per unità di larghezza di banda e ARW c'è una relazione di conversione (valore tipico≤0.001°/sec/√Hz).

Fonte di rumore

Le radiazioni spontanee fotoniche, il rumore del circuito del rilevatore, le vibrazioni meccaniche, ecc., devono combinare filtraggio digitale e progettazione anti-vibrazione per ridurre l'impatto.

4.Varietà dinamica e sensibilità

Limite e risoluzione

Limita: velocità angolare minima rilevabile (livello strategico)≤0.0001°/h).

Risoluzione: misurazione della sensibilità incrementale, direttamente correlata al livello di rumore.

Velocità angolare massima di ingresso

Intervallo dinamico tipico±1500°/s, supporta manovre di veicoli ad alta velocità e cattura istantanea della velocità angolare.

5. Adattabilità ambientale

Dominio di temperatura e resistenza alle vibrazioni

Temperatura di funzionamento: -40°C a + 85°C (standard di grado militare), zero variazione di bias≤0.1°/h dopo la compensazione della deriva di temperatura.

Resistenza alle vibrazioni: fluttuazione di uscita≤0.03°/s sotto vibrazione assiale 3 g RMS (10Hz~2000Hz).

Compatibilità elettromagnetica

Il design del pacchetto blindato e del circuito anti-interferimento è adottato per mantenere una potenza stabile sotto 100 kV/m di intensità di campo.

6.Confronto della classificazione tipica delle prestazioni

Livello di prestazioni Stabilità a bias zero (°/h) Coefficiente di errore casuale (°/√h) Scenario di applicazione

Grado tattico≤0.01≤0.01 navigazione UAV

Grado di navigazione≤0.001≤0.001 Guida inerziale sottomarina

Livello strategico≤0.0001≤0.0005 Guida ICBM

7Tecnologia di compensazione degli errori

Controllo a circuito chiuso interamente digitale

Sulla base dell'architettura FPGA+ASIC, correzione in tempo reale dell'errore non lineare del percorso ottico per migliorare la stabilità e la risposta dinamica a bias zero.

Fusione multi-sensore

Integrazione di sensori di temperatura e vibrazione, compensazione in tempo reale dei disturbi ambientali mediante filtraggio Kalman (errore integrato)≤0.0015°/h).

Norme di prova e verifica

Utilizzato per quantificare la stabilità a bias zero e il coefficiente di errore casuale.

Calibrazione dinamica: in combinazione con la tavola rotante ad alta precisione per simulare le condizioni di lavoro effettive, verificare l'errore del fattore di scala e la precisione di tracciamento.

Attraverso l'ottimizzazione e la verifica dei suddetti indici di base, il giroscopio in fibra ottica ha raggiunto scoperte tecnologiche nei settori della navigazione ad alta precisione,guida delle armi strategiche, ecc., e ha gradualmente sostituito il tradizionale giroscopio meccanico.