Análise dos indicadores principais do giroscópio de fibra óptica

Análise dos indicadores principais do giroscópio de fibra óptica

1. Zero Bias e Zero Bias Estabilidade

Definição e significado

Bias Zero: A velocidade angular equivalente de saída do giroscópio quando a velocidade angular de entrada é zero, o que idealmente corresponde ao componente de rotação da Terra.

Estabilidade de viés zero: o grau de dispersão do viés zero (expresso como desvio padrão), que é o índice principal de precisão, e os produtos estratégicos podem atingir 0.001°/h (1σ)).

Fatores de influência e otimização

Perturbação da temperatura: as alterações da temperatura ambiente levam a uma mudança de fase não recíproca das bobinas de fibra óptica,que necessita de ser suprimido por algoritmos de controlo de temperatura ou de compensação (drift)≤0.1°/h em toda a zona de temperatura).

Ruído de polarização: a fibra óptica que preserva a polarização e a tecnologia de filtragem de polarização são adotadas para reduzir o impacto da flutuação da polarização no viés zero.

2- Factor de escala e erro não linear

Parâmetros-chave

Fator de escala: a relação entre a taxa angular de saída e de entrada, refletindo a sensibilidade, o erro não linear dos produtos de nível de navegação é≤50 ppm (escala completa 300°/s).

Estabilidade: afetada por mudanças de estado de temperatura e polarização, a precisão de ajuste linear precisa ser verificada por entrada dinâmica de velocidade angular.

Verificação dinâmica do desempenho

Teste de resposta a alta velocidade: no intervalo da velocidade angular de entrada 0,1 a 1000°/s, o tempo de resposta é≤1ms, e o desvio da precisão de localização é≤ ±00,5%.

3- Não.o coeficiente de deslocamento aleatório e as características de ruído

Classificação do índice de ruído

Deslocamento angular aleatório (ARW): refletindo o ruído branco da velocidade angular,≤0.0005°/√h para produtos de qualidade estratégica.

Densidade acústica: potência acústica por unidade de largura de banda, e ARW existe uma relação de conversão (valor típico≤0.001°/sec/√Hz).

Fonte de ruído

A radiação espontânea de fótons, o ruído do circuito do detector, a vibração mecânica, etc., precisam combinar a filtragem digital e o design anti-vibração para reduzir o impacto.

4- Intervalo dinâmico e sensibilidade

Limite e resolução

Limite: velocidade angular mínima detectável (nível estratégico)≤0.0001°/h).

Resolução: medição da sensibilidade incremental, directamente relacionada com o nível de ruído.

Velocidade angular máxima de entrada

Intervalo dinâmico típico±1500°/s, suporta manobras de veículos de alta velocidade e captura instantânea da velocidade angular.

5Adaptabilidade ao ambiente

Domínio de temperatura e resistência às vibrações

Temperatura de funcionamento: -40°C a + 85°C (padrão de grau militar), zero variação de viés≤0.1°/h após compensação da deriva de temperatura.

Resistência à vibração: flutuação de saída≤0.03°/s sob vibração axial de 3 g RMS (10 Hz~2000 Hz).

Compatibilidade eletromagnética

O pacote blindado e o projeto do circuito anti-interferência são adotados para manter a saída estável sob a intensidade de campo de 100 kV/m.

6.Comparação da classificação típica de desempenho

Nível de desempenho Estabilidade com desvio zero (°/h) Coeficiente de deslocamento aleatório (°/√h) Cenário de aplicação

Grau tático≤0.01≤0.01 Navegação de UAV

Grau de navegação≤0.001≤0.001 Orientação inercial submarina

Nível estratégico≤0.0001≤0.0005 Orientação de ICBM

7Tecnologia de compensação de erros

Controle em circuito fechado totalmente digital

Baseado na arquitetura FPGA+ASIC, correção em tempo real do erro não linear do caminho óptico para melhorar a estabilidade de viés zero e a resposta dinâmica.

Fusão multi-sensor

Integração de sensores de temperatura e vibração, compensação em tempo real de perturbações ambientais através de filtragem Kalman (erro integrado)≤0.0015°/h).

Normas de ensaio e verificação

Allan ANOVA: Usado para quantificar a estabilidade de viés zero e o coeficiente de deslocamento aleatório.

Calibração dinâmica: combinada com a mesa giratória de alta precisão para simular as condições de trabalho reais, para verificar o erro do fator de escala e a precisão do rastreamento.

Através da otimização e verificação dos índices essenciais acima, o giroscópio de fibra óptica alcançou avanços tecnológicos nos campos da navegação de alta precisão,Orientação de armas estratégicas, etc., e substituiu gradualmente o tradicional giroscópio mecânico.