Análisis de los indicadores centrales del giroscopio de fibra óptica

Análisis de los indicadores centrales del giroscopio de fibra óptica

1. Cero sesgo y estabilidad de sesgo cero

Definición y significado

Bias cero: La velocidad angular equivalente de salida del giroscopio cuando la velocidad angular de entrada es cero, lo que idealmente corresponde al componente de rotación de la tierra.

Estabilidad de sesgo cero: el grado de dispersión de sesgo cero (expresado como desviación estándar), que es el índice básico de precisión, y los productos estratégicos pueden alcanzar 0.001¿ Qué pasa?/h (1σ)).

Factores de influencia y optimización

perturbaciones de temperatura: los cambios de temperatura ambiente conducen a un cambio de fase no recíproco de las bobinas de fibra óptica,que debe suprimirse mediante algoritmos de control de temperatura o de compensación (drift)No más0.1¿ Qué pasa?/h en toda la zona de temperatura).

Ruido de polarización: se adoptan la fibra óptica que preserva la polarización y la tecnología de filtrado de polarización para reducir el impacto de la fluctuación de polarización en el sesgo cero.

2- Factor de escala y error no lineal

Parámetros clave

Factor de escala: la relación entre la velocidad angular de salida y de entrada, que refleja la sensibilidad, el error no lineal de los productos de grado de navegación esNo más50 ppm (escala completa 300)¿ Qué pasa?/ s).

Estabilidad: afectada por los cambios de estado de temperatura y polarización, la precisión de ajuste lineal debe verificarse mediante la entrada de velocidad angular dinámica.

Verificación dinámica del rendimiento

Prueba de respuesta a alta velocidad: dentro del rango de velocidad angular de entrada 0,1~1000¿ Qué pasa?/s, el tiempo de respuesta esNo más1 ms, y la desviación de la precisión de seguimiento es≤ ±0.5 por ciento.

3- ¿ Por qué?el coeficiente de erradicación aleatoria y las características de ruido

Clasificación del índice de ruido

Variación angular aleatoria (ARW): reflejo del ruido blanco de la velocidad angular,No más0.0005¿ Qué pasa?/√h para los productos de grado estratégico.

Densidad acústica: potencia acústica por unidad de ancho de banda, y ARW hay una relación de conversión (valor típicoNo más0.001¿ Qué pasa?/seg /√Hz).

Fuente de ruido

La radiación espontánea de fotones, el ruido del circuito del detector, la vibración mecánica, etc., deben combinar el filtrado digital y el diseño antivibración para reducir el impacto.

4.Rango dinámico y sensibilidad

Umbral y resolución

En el caso de los vehículos de la categoría M1, la velocidad angular mínima detectable (nivel estratégico) será la siguiente:No más0.0001¿ Qué pasa?/h).

Resolución: medición de la sensibilidad incremental, directamente relacionada con el nivel de ruido.

Velocidad angular máxima de entrada

Rango dinámico típico±1500¿ Qué pasa?/s, admite maniobras de vehículos de alta velocidad y captura instantánea de velocidad angular.

5Adaptabilidad al medio ambiente

Dominio de temperatura y resistencia a las vibraciones

Temperatura de funcionamiento: -40¿ Qué pasa?C a + 85¿ Qué pasa?C (norma de grado militar), cambio de sesgo ceroNo más0.1¿ Qué pasa?/h después de la compensación de la deriva de temperatura.

Resistencia a las vibraciones: fluctuación de la salidaNo más0.03¿ Qué pasa?/s bajo vibración axial de 3 g RMS (10 Hz~2000 Hz).

Compatibilidad electromagnética

Se adopta un paquete blindado y un diseño de circuito antiinterferencia para mantener una salida estable bajo una intensidad de campo de 100 kV/m.

6Comparación de las clasificaciones típicas de rendimiento

Nivel de rendimiento Estabilidad de parcialidad cero (¿ Qué pasa?/h) Coeficiente de desplazamiento aleatorio (¿ Qué pasa?/√h) Escenario de aplicación

Grado tácticoNo más0.01No más0.01 navegación de UAV

Grado de navegaciónNo más0.001No más0.001 Guía inercial submarina

Nivel estratégicoNo más0.0001No más0.0005 Orientación de los ICBM

7Tecnología de compensación de errores

Control de circuito cerrado totalmente digital

Basado en la arquitectura FPGA+ASIC, corrección en tiempo real del error no lineal de la trayectoria óptica para mejorar la estabilidad de sesgo cero y la respuesta dinámica.

Fusión de múltiples sensores

Integración de sensores de temperatura y vibración, compensación en tiempo real de las perturbaciones ambientales mediante filtración Kalman (error integrado)No más0.0015¿ Qué pasa?/h).

Normas de ensayo y verificación

Allan ANOVA: Usado para cuantificar la estabilidad de sesgo cero y el coeficiente de vagancia aleatoria.

Calibración dinámica: Combinada con la mesa giratoria de alta precisión para simular las condiciones reales de trabajo, para verificar el error del factor de escala y la precisión de seguimiento.

A través de la optimización y verificación de los índices básicos anteriores, el giroscopio de fibra óptica ha logrado avances tecnológicos en los campos de la navegación de alta precisión.Guía de armas estratégicas, etc., y gradualmente reemplazó el giroscopio mecánico tradicional.