Análisis de soluciones tecnológicas de giroscopio de fibra óptica de alta precisión

Análisis de soluciones tecnológicas de giroscopio de fibra óptica de alta precisión

1Arquitectura de tecnología central

Efecto Sagnac y detección de la diferencia de fase

El giroscopio de fibra óptica se basa en el efecto Sagnac.mediante la medición del movimiento angular provocado por la diferencia de fase entre los dos haces de propagación inversa de la luz para lograr la detección de la velocidad angularLa trayectoria óptica del núcleo adopta un diseño de cavidad de resonancia de anillo de fibra que preserva el sesgo, lo que reduce el error de polarización a 0.0001¿ Qué pasa?Escala h.

Procesamiento de señales de circuito cerrado digital completo

La tecnología de control de circuito cerrado totalmente digital (por ejemplo, arquitectura FPGA+ASIC) para compensar el error no lineal en el camino óptico en tiempo real,mejorar la velocidad de respuesta dinámica a más de 10 kHz, y apoya la captura instantánea de velocidad angular en escenas de rotación de alta velocidad.

Optimización de la fuente de luz de fibra dopada con erbio

¿ Qué pasa?tecnología de fuente de luz ultrafluorescente de fibra biodopada para lograr una salida de bajo ruido de amplio espectro (estabilidad de longitud de onda < 0,1 ppm), la vida útil de la fuente de luz se extiende hasta el nivel de 100.000 horas,reducción significativa del impacto de las fluctuaciones de la intensidad luminosa en la precisión.

2. el programa de diseño del sistema

Modulo de fuente de luz

Laser de bomba integrado de 980 nm y amplificador de fibra dopado con erbio, con una estabilidad de potencia de salida de±0.01 por ciento.

Combinado con el circuito de control de temperatura (precisión de±0.01°C), para eliminar la deriva de la longitud de onda de la fuente de luz causada por el error de medición.

Conjunto de circuito de fibra óptica

Adopta un anillo de fibra óptica de cuadrupolo de diámetro de 150 mm enrollado simétricamente para suprimir la vibración y la interferencia del gradiente de temperatura.

La tecnología de encapsulación blindada de múltiples capas logra±0.001¿ Qué pasa?/h estabilidad de cero sesgo.

Unidad de procesamiento de señales

Basado en tecnología de amplificación digital de bloqueo de fase (por ejemplo, chip AD630) para extraer señales de fase débiles.

Diferencia de fase mínima detectable < 0.001Mrad, correspondiente a una resolución de velocidad angular de 0.0002¿ Qué pasa?- ¿Qué quieres decir?

Módulo de compensación de errores

Integrar sensores de tres ejes de temperatura, campo magnético, vibración para construir un modelo de compensación de errores en tiempo real.

A través del algoritmo de filtración de Kalman, el error integrado se suprime a menos de 0.0015¿ Qué pasa?- ¿Qué quieres decir?

3.Parámetros clave de rendimiento

Indicador Rango de parámetros Características técnicas

Precisión de medición 0.001¿ Qué pasa?/h (1σ) Norma de requisitos de navegación estratégica

Rango dinámico±1500¿ Qué pasa?/s Apoyar las maniobras de vehículos de alta velocidad

Tiempo de arranque < 5 segundos Capacidad de respuesta rápida al arranque en frío

Adaptabilidad al medio ambiente -40°Chasta +85°CDiseño de amplio rango de temperaturas de grado militar

4.Escenarios de aplicación típicos

Sistema de navegación de alta precisión

Se utiliza para la navegación inercial de submarinos nucleares (drift de posición < 0,8 millas náuticas / 24 horas) y el control de actitud por satélite (punto de precisión 0.001¿ Qué pasa?)).

Guía de armas estratégicas

Transportado en vehículo de reingreso de ICBM, realizando orientación de extremo a extremo (CEP<10m) en un entorno sin GPS.

Plataforma aeroespacial

Aplicado al control de acoplamiento de la estación espacial (error relativo de posición < 0.005¿ Qué pasa?) y el seguimiento hipersónico de la trayectoria del vehículo.

5Dirección de evolución tecnológica

Diseño miniaturizado: desarrollar un anillo de fibra óptica miniaturizado con un diámetro < 80 mm, adecuado para UAV y equipos de soldado único.

Mejora de la resistencia a los atascos: introducir tecnología de fibra de cristal fotónica para mejorar la capacidad de interferencia antielectromagnética hasta un entorno de intensidad de campo de 100 kV/m.

Solución de integración de múltiples ejes: desarrollar un módulo de paquete integrado de tres ejes (volumen < 0,5 L), reducir el consumo de energía a menos de 3 W.