تحليل حلول تكنولوجيا الجيروسكوبات ذات الألياف البصرية عالية الدقة

تحليل حلول تكنولوجيا الجيروسكوبات ذات الألياف البصرية عالية الدقة

1بنية التكنولوجيا الأساسية

تأثير ساجناك واكتشاف فرق المراحل

يستند الجيروسكوب الألياف البصرية على تأثير Sagnac،من خلال قياس الحركة الزاوية الناجمة عن الفرق في المراحل بين شعاعي الانتشار العكسي للضوء لتحقيق الكشف عن السرعة الزاوية، يمكن أن تكون الحساسية تصل إلى مستوى درجة القوس المجهري. يتبنى المسار البصري الأساسي تصميم تجويف إشارة حلقة الألياف المحافظة على التحيز ، مما يقلل من خطأ الاستقطاب إلى 0.0001°/ح مقياس.

معالجة إشارة رقمية كاملة في الحلقة المغلقة

اعتماد تكنولوجيا التحكم الرقمية بالكامل في الحلقة المغلقة (مثل بنية FPGA + ASIC) لتعويض الخطأ غير الخطي في المسار الضوئي في الوقت الحقيقي ،تحسين سرعة الاستجابة الديناميكية إلى أكثر من 10kHz، ودعم التقاط السرعة الزاوية الفورية في مشاهد الدوران عالية السرعة.

تحسين مصدر الضوء بالألياف المضغوطة بالإربيوم

- نعمتكنولوجيا مصدر الضوء الفلوريسنتية فائقة الألياف المضغوطة بالبيوم لتحقيق إنتاج واسع الطيف منخفض الضوضاء (استقرار طول الموجة < 0.1ppm) ، يتم تمديد عمر مصدر الضوء إلى مستوى 100000 ساعة ،تقليل تأثير تقلبات كثافة الضوء بشكل كبير على دقة.

2. برنامج تصميم النظام

وحدة مصدر الضوء

ليزر مضخة متكامل 980nm ومضخ ألياف إربيوم مدعومة، استقرار الطاقة الخروج من±0.01%

جنبا إلى جنب مع دائرة التحكم في درجة الحرارة (دقة±0.01°C), للقضاء على تحرك طول الموجة المصدر الضوئي الناجم عن خطأ القياس.

مجموعة حلقة الألياف البصرية

اعتماداً على حلقة الألياف البصرية ذات القطر رباعي 150 ملم متناظرة لتقليل الاهتزازات وتداخلات درجة الحرارة.

تكنولوجيا الغطاء المدرع متعددة الطبقات تحقق±0.001°/h استقرار صفر التحيز.

وحدة معالجة الإشارات

تستند إلى تكنولوجيا تضخيم محاصرة في المرحلة الرقمية (مثل رقاقة AD630) لاستخراج إشارات المرحلة الضعيفة.

الحد الأدنى لفرق المراحل القابل للكشف <0.001μراد، مما يتوافق مع دقة السرعة الزاوية من 0.0002°-حسناً

وحدة تعويض الأخطاء

دمج مستشعرات درجة الحرارة، المجال المغناطيسي، الاهتزاز ثلاثة محاور لبناء نموذج تعويض الخطأ في الوقت الحقيقي.

من خلال خوارزمية تصفية كالمان، يتم قمع الخطأ المتكامل إلى أقل من 0.0015°-حسناً

3معايير الأداء الرئيسية

الخصائص التقنية لمجموعة معايير المؤشر

دقة القياس 0001°/h (1σ) معيار متطلبات الملاحة الاستراتيجية

النطاق الديناميكي±1500°دعم المناورات السريعة للسيارات

وقت البدء <5 ثانية القدرة على الاستجابة السريعة للبدء البارد

القدرة على التكيف مع البيئة -40°Cإلى +85°Cتصميم نطاق درجة حرارة عسكرية واسعة

4سيناريوهات تطبيق نموذجية

نظام الملاحة عالي الدقة

تستخدم للملاحة الثابتة للغواصات النووية (التحرك في الموقف <0.8 ميل بحري / 24 ساعة) والتحكم في موقف الأقمار الصناعية (دقة الإشارة 0.001°)

توجيه الأسلحة الاستراتيجية

حملت على مركبة إعادة الدخول ICBM ، وتحقق توجيهًا من نهاية إلى نهاية (CEP<10m) في بيئة خالية من نظام تحديد المواقع.

منصة الطيران

تطبق على نظام التحكم في رصيف المحطة الفضائية (خطأ الموقف النسبي < 0.005°) وتتبع مسار المركبة عبر الصوت.

5. اتجاه التطور التكنولوجي

التصميم المصغّر: تطوير حلقة مصغّرة للألياف البصرية قطرها <80 ملم، مناسبة للطائرات بدون طيار ومعدات الجندي الواحد.

تعزيز مكافحة التشويش: إدخال تكنولوجيا الألياف الكريستالية الفوتونية لتحسين قدرة مكافحة التداخل الكهرومغناطيسي إلى 100 كيلو فولت / متر محيط قوة المجال.

حل التكامل متعدد المحاور: تطوير وحدة حزمة متكاملة ذات ثلاثة محاور (حجم < 0.5L) ، وتقليل استهلاك الطاقة إلى أقل من 3 واط.