Phân tích các giải pháp công nghệ gyroscope sợi quang chính xác cao

Phân tích các giải pháp công nghệ gyroscope sợi quang chính xác cao

1. Kiến trúc công nghệ cốt lõi

Hiệu ứng Sagnac và phát hiện sự khác biệt pha

Máy quay sợi quang dựa trên hiệu ứng Sagnac.thông qua phép đo chuyển động góc được kích hoạt bởi sự khác biệt pha giữa hai chùm chiếu ngược của ánh sáng để đạt được phát hiện vận tốc góc, độ nhạy có thể lên đến mức độ vòng cung vi mô. Con đường quang lõi áp dụng thiết kế khoang cộng hưởng vòng sợi bảo tồn thiên vị, làm giảm lỗi phân cực xuống còn 0.0001°/h scale.

Xử lý tín hiệu vòng kín kỹ thuật số đầy đủ

Sử dụng công nghệ điều khiển vòng kín hoàn toàn kỹ thuật số (ví dụ, kiến trúc FPGA + ASIC) để bù đắp lỗi phi tuyến tính trong đường dẫn quang học trong thời gian thực,Tăng tốc độ phản hồi động lên hơn 10kHz, và hỗ trợ chụp tốc độ góc ngay lập tức trong các cảnh quay tốc độ cao.

Tối ưu hóa nguồn ánh sáng bằng sợi Erbium

Ừm.công nghệ nguồn ánh sáng siêu huỳnh quang bằng sợi bium để đạt được đầu ra âm thanh thấp phổ rộng (độ ổn định bước sóng < 0,1ppm), tuổi thọ của nguồn ánh sáng được kéo dài đến mức 100.000 giờ,giảm đáng kể tác động của biến động cường độ ánh sáng đối với độ chính xác.

2. chương trình thiết kế hệ thống

Mô-đun nguồn ánh sáng

tích hợp laser bơm 980nm và bộ khuếch đại sợi erbium, ổn định công suất đầu ra±0.01%.

Kết hợp với mạch điều khiển nhiệt độ (chính xác của±0.01°C), để loại bỏ sự trôi dạt bước sóng của nguồn ánh sáng do lỗi đo.

Bộ kết hợp vòng lặp sợi quang

Sử dụng vòng quang sợi hình bốn cực đường kính 150mm để ngăn chặn rung động và can thiệp gradient nhiệt độ.

Công nghệ đóng gói bọc thép đa lớp đạt được±0.001°/h ổn định không thiên vị.

Đơn vị xử lý tín hiệu

Dựa trên công nghệ khuếch đại pha khóa kỹ thuật số (ví dụ chip AD630) để chiết xuất tín hiệu pha yếu.

Sự khác biệt pha tối thiểu có thể phát hiện <0.001μrad, tương ứng với độ phân giải vận tốc góc là 0.0002°/h.

Mô-đun bồi thường lỗi

Kết hợp nhiệt độ, từ trường, rung động cảm biến ba trục để xây dựng một mô hình đền bù lỗi thời gian thực.

Thông qua thuật toán lọc Kalman, lỗi tích hợp được đàn áp xuống dưới 0.0015°/h.

3Các thông số hiệu suất chính

Các đặc điểm kỹ thuật của phạm vi tham số chỉ số

Độ chính xác đo 0.001°/h (1σ) Tiêu chuẩn yêu cầu hàng hải chiến lược

Phạm vi động±1500°Hỗ trợ các động tác xe tốc độ cao

Thời gian khởi động < 5 giây Khả năng phản ứng nhanh với khởi động lạnh

Khả năng thích nghi với môi trường -40°Cđến +85°CThiết kế phạm vi nhiệt độ rộng cấp quân sự

4Các kịch bản ứng dụng điển hình

Hệ thống định vị chính xác cao

Được sử dụng cho định vị quán tính tàu ngầm hạt nhân (động vị trí <0,8 hải lý / 24 giờ) và kiểm soát thái độ vệ tinh (chỉ xác 0.001°)

Hướng dẫn vũ khí chiến lược

Mang theo phương tiện tái nhập ICBM, thực hiện hướng dẫn từ đầu đến cuối (CEP <10m) trong môi trường không có GPS.

Nền tảng hàng không vũ trụ

Áp dụng cho điều khiển trạm không gian (lỗi thái độ tương đối < 0.005°) và theo dõi quỹ đạo xe siêu âm.

5. Hướng tiến hóa công nghệ

Thiết kế thu nhỏ: phát triển vòng sợi quang thu nhỏ có đường kính <80mm, phù hợp với UAV và thiết bị binh sĩ đơn.

Tăng cường chống nhiễu: giới thiệu công nghệ sợi tinh thể quang tử để cải thiện khả năng can thiệp chống điện từ đến môi trường cường độ trường 100kV / m.

Giải pháp tích hợp đa trục: phát triển mô-đun gói tích hợp ba trục (kích thước < 0,5L), giảm tiêu thụ điện xuống dưới 3W.