Phân tích các chỉ số cốt lõi gyroscope sợi quang

Phân tích các chỉ số cốt lõi gyroscope sợi quang

1. Zero Bias và Zero Bias Stability

Định nghĩa và nghĩa

Zero Bias: Tốc độ góc tương đương đầu ra của kính gyroscope khi tốc độ góc đầu vào bằng không, lý tưởng tương ứng với thành phần quay của trái đất.

Sự ổn định thiên vị bằng không: mức độ phân tán thiên vị bằng không (được thể hiện dưới dạng độ lệch chuẩn), đó là chỉ số chính xác cốt lõi và các sản phẩm chiến lược có thể đạt đến 0.001°/h (1σ)

Các yếu tố ảnh hưởng và tối ưu hóa

Sự xáo trộn nhiệt độ: thay đổi nhiệt độ môi trường xung quanh dẫn đến sự thay đổi pha không tương ứng của cuộn dây sợi quang,cần phải bị ức chế bằng các thuật toán điều khiển nhiệt độ hoặc bù đắp (drift)≤0.1°/h trong toàn bộ vùng nhiệt độ).

Tiếng ồn phân cực: sợi quang bảo tồn phân cực và công nghệ lọc phân cực được áp dụng để giảm tác động của biến động phân cực đối với thiên vị bằng không.

2.Scale factor và lỗi phi tuyến tính

Các thông số chính

Nhân tố quy mô: tỷ lệ của tốc độ góc đầu ra và đầu vào, phản ánh độ nhạy, lỗi phi tuyến tính của các sản phẩm cấp điều hướng là≤50ppm (trong quy mô đầy đủ 300°/s).

Sự ổn định: bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi trạng thái nhiệt độ và phân cực, độ chính xác phù hợp tuyến tính cần được xác minh bằng đầu vào vận tốc góc động.

Kiểm tra hiệu suất động

Thử nghiệm phản ứng tốc độ cao: trong phạm vi vận tốc góc đầu vào 0,1 ~ 1000°/s, thời gian phản ứng là≤1ms, và sai lệch của độ chính xác theo dõi là≤ ±00,5%.

3.hệ số di chuyển ngẫu nhiên và đặc điểm tiếng ồn

Phân loại chỉ số tiếng ồn

Angular Random Wander (ARW): phản ánh tiếng ồn trắng tốc độ góc,≤0.0005°/√h đối với các sản phẩm cấp chiến lược.

mật độ tiếng ồn: sức mạnh tiếng ồn mỗi đơn vị băng thông, và ARW có một mối quan hệ chuyển đổi (giá trị điển hình≤0.001°/sec/√Hz).

Nguồn tiếng ồn

Bức xạ tự phát photon, tiếng ồn mạch máy dò, rung động cơ học, v.v., cần kết hợp lọc kỹ thuật số và thiết kế chống rung động để giảm tác động.

4Phạm vi động và độ nhạy

Mức ngưỡng và độ phân giải

Mức ngưỡng: tốc độ góc tối thiểu có thể phát hiện được (mức chiến lược)≤0.0001°/h).

Độ phân giải: đo độ nhạy gia tăng, liên quan trực tiếp đến mức độ tiếng ồn.

Tốc độ góc đầu vào tối đa

Phạm vi động điển hình±1500°/s, hỗ trợ các động tác xe tốc độ cao và chụp tốc độ góc tức thời.

5Khả năng thích nghi với môi trường

Khu vực nhiệt độ và kháng rung

Nhiệt độ hoạt động: -40°C đến +85°C (tiêu chuẩn cấp quân sự), không thay đổi thiên vị≤0.1°/h sau khi bù đắp biến động nhiệt độ.

Chống rung: biến động đầu ra≤0.03°/s dưới rung động trục 3g RMS (10Hz ~ 2000Hz).

Khả năng tương thích điện từ

Khối bảo vệ và thiết kế mạch chống nhiễu được áp dụng để duy trì đầu ra ổn định dưới cường độ trường 100kV / m.

6.So sánh phân loại hiệu suất điển hình

Mức hiệu suất ổn định không thiên vị (°/h) hệ số di chuyển ngẫu nhiên (°/√h) Kịch bản ứng dụng

Mức độ chiến thuật≤0.01≤0.01 UAV điều hướng

Mức độ điều hướng≤0.001≤0.001 Hướng dẫn quán tính tàu ngầm

Mức độ chiến lược≤0.0001≤0.0005 Hướng dẫn ICBM

7Công nghệ bù đắp lỗi

Điều khiển hoàn toàn kỹ thuật số vòng kín

Dựa trên kiến trúc FPGA + ASIC, điều chỉnh thời gian thực của lỗi không tuyến đường quang học để cải thiện sự ổn định và phản ứng động không thiên vị.

Phối hợp đa cảm biến

Tích hợp các cảm biến nhiệt độ và rung động, bù đắp thời gian thực của các nhiễu loạn môi trường thông qua lọc Kalman (lỗi tích hợp)≤0.0015°/h).

Tiêu chuẩn thử nghiệm và xác minh

Allan ANOVA: được sử dụng để định lượng sự ổn định không thiên vị và hệ số lang thang ngẫu nhiên.

Định chuẩn động: Kết hợp với bảng xoay chính xác cao để mô phỏng điều kiện làm việc thực tế, để xác minh lỗi yếu tố quy mô và độ chính xác theo dõi.

Thông qua việc tối ưu hóa và xác minh các chỉ số cốt lõi trên, kính quay sợi quang đã đạt được những bước đột phá công nghệ trong lĩnh vực định vị chính xác cao,hướng dẫn vũ khí chiến lược, vv, và dần dần thay thế cho kính gyroscope cơ học truyền thống.