Analisis solusi teknologi giroskop serat optik presisi tinggi

Analisis solusi teknologi giroskop serat optik presisi tinggi

1. Arsitektur Teknologi Inti

Efek Sagnac dan deteksi perbedaan fase

Giroskop serat optik didasarkan pada efek Sagnac,melalui pengukuran gerak sudut yang dipicu oleh perbedaan fase antara dua balok penyebaran cahaya terbalik untuk mencapai deteksi kecepatan sudut, sensitivitasnya dapat mencapai tingkat derajat micro-arc. jalur optik inti mengadopsi desain rongga resonansi cincin serat yang menjaga bias, yang mengurangi kesalahan polarisasi menjadi 0.0001°/ skala h.

Pemrosesan sinyal digital penuh dengan loop tertutup

Mengadopsi teknologi kontrol all-digital closed-loop (misalnya, arsitektur FPGA+ASIC) untuk mengkompensasi kesalahan nonlinear pada jalur optik secara real time,meningkatkan kecepatan respon dinamis menjadi lebih dari 10 kHz, dan mendukung menangkap kecepatan sudut instan dalam adegan berputar berkecepatan tinggi.

Optimasi sumber cahaya serat yang didop erbium

Erteknologi sumber cahaya ultra-fluoresen serat bium untuk mencapai output spektrum luas dengan kebisingan rendah (stabilitas panjang gelombang < 0,1 ppm), umur sumber cahaya diperpanjang hingga 100.000 jam,secara signifikan mengurangi dampak dari fluktuasi intensitas cahaya pada akurasi.

2. program desain sistem

Modul sumber cahaya

Laser pompa 980nm terintegrasi dan amplifier serat erbium-doped, stabilitas daya output±00.01%.

Digabungkan dengan sirkuit kontrol suhu (keakuratan±0.01°C), untuk menghilangkan drift panjang gelombang sumber cahaya yang disebabkan oleh kesalahan pengukuran.

Fiber optic loop assembly

Mengadopsi 150mm diameter quadrupole simetris melingkar cincin serat optik untuk menekan getaran dan gangguan gradien suhu.

Teknologi enkapsulasi lapis baja berlapis-berlapis mencapai±0.001°/h stabilitas bias nol.

Unit pengolahan sinyal

Berdasarkan teknologi amplifikasi fase terkunci digital (misalnya chip AD630) untuk mengekstrak sinyal fase lemah.

Perbedaan fase minimal yang dapat dideteksi <0.001μrad, yang sesuai dengan resolusi kecepatan sudut 0.0002°/ H.

Modul kompensasi kesalahan

Mengintegrasikan suhu, medan magnet, getaran sensor tiga sumbu untuk membangun real-time model kompensasi kesalahan.

Melalui algoritma penyaringan Kalman, kesalahan terintegrasi ditekan hingga di bawah 0.0015°/ H.

3.Parameter Kinerja Utama

Rentang Parameter Indikator Karakteristik Teknis

Keakuratan pengukuran 0.001°/h (1σ) Standar persyaratan navigasi strategis

Jangkauan Dinamis±1500°/s Mendukung manuver kendaraan berkecepatan tinggi

Waktu memulai <5 detik Kemampuan respon cepat dengan start dingin

Kemampuan beradaptasi dengan lingkungan -40°Csampai +85°CDesain rentang suhu luas kelas militer

4.Skenario aplikasi khas

Sistem navigasi presisi tinggi

Digunakan untuk navigasi inersia kapal selam nuklir (posisi drift < 0,8 mil laut / 24 jam) dan kontrol sikap satelit (menunjuk akurasi 0.001°)).

Panduan Senjata Strategis

Dibawa pada kendaraan ICBM re-entry, mewujudkan panduan end-to-end (CEP<10m) di lingkungan bebas GPS.

Platform aerospace

Terapan pada kontrol docking stasiun luar angkasa (kesalahan posisi relatif < 0.005°) dan pelacakan lintasan kendaraan hipersonik.

5. Arah Evolusi Teknologi

Desain miniatur: mengembangkan cincin serat optik miniatur dengan diameter <80 mm, cocok untuk UAV dan peralatan prajurit tunggal.

Peningkatan anti-jamming: memperkenalkan teknologi serat kristal fotonik untuk meningkatkan kemampuan anti-interferensi elektromagnetik ke lingkungan kekuatan medan 100kV / m.

Solusi integrasi multi-sumbu: mengembangkan modul paket terintegrasi tiga sumbu (volume < 0,5L), mengurangi konsumsi daya menjadi kurang dari 3W.