1、、光纖陀螺誤差分析與補(bǔ)償、娜齊塔3120120368導(dǎo)航儀表指導(dǎo)性控制、1、光纖陀螺基礎(chǔ)知識(shí)評(píng)述2、光纖陀螺誤差分析3、光纖陀螺在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用、目錄4、與傳統(tǒng)機(jī)電陀螺相比， 光纖陀螺沒有運(yùn)動(dòng)零配件和磨損零配件，且可靠的導(dǎo)光纖維陀螺具有激光陀螺的各種優(yōu)點(diǎn)，而且既不克服“自搖滾樂”用的機(jī)械時(shí)鐘抖動(dòng)，也不需要在灰水晶布搖滾樂上精密加工光路，從而降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及生產(chǎn)成本。 而且，利用不同標(biāo)準(zhǔn)的基本要素，能夠構(gòu)成適合不同要求的高、中、低級(jí)光纖陀螺儀，因此具有非常大的設(shè)定修正靈活性，取得了很大的研究和發(fā)展。 5、光纖陀螺也基于Sagnac效應(yīng)，使用光纖纈氨酸代替反射透鏡和光路組成的諧振器，使用

2、光耦合器代替透射透鏡和半反射鏡。 從激光二極管射出的光沿著光纖向兩個(gè)方向傳播。 光傳播途徑的變化確定光纖纈氨酸的角位移。 1.1導(dǎo)光纖維陀螺儀的組成，6， 按照1.1導(dǎo)光纖維陀螺的組成、原理和結(jié)構(gòu)，采用相位解調(diào)方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行反饋種子文件，或采用干擾作用式導(dǎo)光纖維陀螺(I-FOG )諧振式導(dǎo)光纖維陀螺(R-FOG )感應(yīng)布里淵導(dǎo)光纖維陀螺(B-IFOG ) 模搖滾樂導(dǎo)光纖維陀螺法相位差偏置導(dǎo)光纖維陀螺光外差接收導(dǎo)光纖維陀螺延遲調(diào)制式導(dǎo)光纖維陀螺、開環(huán)式動(dòng)作方式閉環(huán)式動(dòng)作方式、1.2導(dǎo)光纖維陀螺的分類， 直接檢測干擾作用型導(dǎo)光纖維陀螺開環(huán)式I-FOG干擾作用后的Sagnac相移，這種光纖陀螺結(jié)構(gòu)簡

3、單廉價(jià)，但線性差，動(dòng)態(tài)范圍小。1.2光纖陀螺分類，9，閉環(huán)式I-FOG使用回種子文件電路，從調(diào)相運(yùn)行器引入Sagnac相移與當(dāng)且僅當(dāng)?shù)南喾捶腔プ兿嘁?，?shí)時(shí)抵消Sagnac相移，從而陀螺總是在零相位狀態(tài)下操作。 通過檢測補(bǔ)償相位來測定角速度。 這是比較精密復(fù)雜的FOG，主要用于中精度的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。 干擾作用型光纖陀螺、1.2光纖陀螺的分類、2.1光纖陀螺的主要性能指標(biāo)；(1)在零偏置輸入角速度為零的情況下，陀螺的輸出量由與在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測量的輸出量的平均值對(duì)應(yīng)的等效輸入角速度表示，單位為(h )。 (2)比例因子陀螺儀的輸出量與輸入量角速度之比。 (3)零點(diǎn)漂移也被稱為零偏置穩(wěn)定性，其大小的值表

4、示觀測值圍繞零偏置的離散程度，單位為(h )。 (4)隨機(jī)游走系數(shù)由于光合十禮噪聲而隨時(shí)積蓄的輸出誤差系數(shù)，其維數(shù)為h，反映了光學(xué)陀螺儀輸出隨機(jī)噪聲的強(qiáng)度。各種陀螺的精度特性、光纖陀螺、環(huán)形激光陀螺、功率調(diào)諧陀螺、液浮陀螺、靜電陀螺、磁核共振陀螺、氣浮陀螺、軸承陀螺、微型吉卜賽人陀螺、漂移穩(wěn)定度/時(shí)間、2.1光纖陀螺抑制光纖中的散射噪聲2 )改善半導(dǎo)體激光光源的噪聲特性3 )降低溫度引起的系統(tǒng)漂移4 )改善功能零配件5 )抑制半導(dǎo)體光檢測器及電路的噪聲6 )提高fog的環(huán)境適應(yīng)性2.2光纖陀螺的誤差補(bǔ)償技術(shù)、光路的相互性、光纖陀螺正常動(dòng)作的前提是所謂相互性是指2個(gè)相干光除了由調(diào)相運(yùn)行及線圈旋轉(zhuǎn)

5、引起的相位差以外，不存在由某些因素引起的相位差。 換言之，在系統(tǒng)中沿正向反向校正方向傳播的兩個(gè)光所接受的聲干擾完全一致，從而不會(huì)在輸出中反映出聲干擾的影響。 光纖陀螺需要三個(gè)特征：同相光路、同相偏振狀態(tài)、同相模式。 1 )抑制光纖中的散射噪聲，光纖中的后方瑞穗散射是由光纖內(nèi)部的介質(zhì)的不均勻引起的，可以認(rèn)為是隨機(jī)分布的后方反射。如果光纖中的后向散射光和主光束相干地重日式榻榻米，則對(duì)主光束產(chǎn)生相位的影響。 來自光纖中后方瑞利散射及光場后面的后向散射是光纖陀螺的主要噪聲源。 目前，抑制這些個(gè)噪聲的主要方法有： (1)采用超發(fā)光二極管等低相干光源，由此后方瑞利散射產(chǎn)生的相位噪聲的大小主要依賴于光源的相

6、干長度，在較短相干光源下，散射光對(duì)主光束的相干性較小，因此主光束的相位幾乎不受散射光的影響，后方(2)給與后向散射光頻率差，脈沖調(diào)制光源；(3)采用光隔離器；(4)以寬帶激光器、跳頻大頭針激光器、調(diào)相運(yùn)行器等為光源，破壞光源的時(shí)間相干性，使后向散射光的干擾作用平均為零。 2.2光纖陀螺的誤差補(bǔ)償技術(shù)；2 )改善半導(dǎo)體激光光源的噪聲特性；光源的波長變化、光譜分布變化、光功率變化，直接影響干擾作用的效果。 向光源照射的光直接干擾其放射狀態(tài)，引起二次激發(fā)，與信號(hào)光發(fā)生二次干擾作用，引起發(fā)光強(qiáng)度和波長的變動(dòng)。 目前的解決方法如下： (1)對(duì)于光源的波長變化的影響，如果用數(shù)據(jù)處理方法解決的波長的變化是溫

7、度引起的，則直接測定溫度，進(jìn)行溫度補(bǔ)償；(2)對(duì)于光的影響，使用光隔離器、信號(hào)衰減器或者超放射發(fā)光二次管等低相干光源。 2.2光纖陀螺的誤差補(bǔ)償技術(shù)，3 )在降低溫度引起的系統(tǒng)漂移的同時(shí)，環(huán)境溫度的變化也會(huì)改變纖芯的折光率及介質(zhì)(包括纖芯、包層和涂層)的熱脹冷縮系數(shù)及光纖環(huán)的面積，從而影響光在介質(zhì)中的傳播， 一方面直接影響尺度因子對(duì)旋轉(zhuǎn)角速度檢測的穩(wěn)定性，另一方面熱輻射引起導(dǎo)光纖維環(huán)的局部溫度梯度，引起左右旋光電路的光路長度的不均，引起非互相移，該非互相移重疊日式榻榻米基于Sagnac效應(yīng)的非互相移，影響了導(dǎo)光纖維陀螺的精度一般的抑制方法主要是(1)恒溫處理光纖線圈，隔離定鋁箱屏蔽，進(jìn)行適當(dāng)?shù)?/p>

8、溫度補(bǔ)償；(2)采用溫度系數(shù)小的光纖和被觀光材料2.2光纖陀螺的誤差補(bǔ)償技術(shù)，4 )光學(xué)功能元件的性能，光學(xué)功能元件包括偏振器、耦合器(光束分線器、組合器)、調(diào)相運(yùn)行器及半導(dǎo)體光檢測器等。 在光纖陀螺中，偏振器的不理想、光纖線圈的偏振波干擾作用、其他解老虎鉗的偏振波變動(dòng)效果等對(duì)光纖陀螺的偏置穩(wěn)定性有很大影響。 此外，如果去老虎鉗性能差，則由于導(dǎo)入后與光纖的對(duì)接導(dǎo)致光軸偏移、接點(diǎn)缺陷等導(dǎo)致附加損失和缺陷，產(chǎn)生損害相互性的新的主要原因。 降低這些個(gè)去老虎鉗噪聲的主要方法有： (1)采用偏振光纖，提高偏振器消光比；(2)使用偏振面補(bǔ)償裝置和偏振器；(3)提高去老虎鉗和光路的組裝工藝水平，得到高性能的

9、去老虎鉗和光路。 2.2光纖陀螺的誤差補(bǔ)償技術(shù)，5 )抑制半導(dǎo)體光檢測器及電路的噪聲的檢測器靈敏度，除此之外，調(diào)制頻率噪聲、前置放大器噪聲、散粒噪聲(與光檢測處理相關(guān)聯(lián)的基本噪聲)為影響光纖陀螺的性能的噪聲源。 當(dāng)前解決方法優(yōu)選(1)調(diào)制頻率以降低噪聲分量并且用電子學(xué)方法來降低放大器噪聲；(2)選擇盡可能大的光源功率和低損耗光纖信道來增加光信號(hào)，提高抑制比并且相對(duì)降低散粒噪聲的影響。 2.2光纖陀螺的誤差補(bǔ)償技術(shù)，在海外低精度的光纖陀螺已產(chǎn)品化，廣泛應(yīng)用于航空航天航海武器系統(tǒng)及其他工業(yè)領(lǐng)域。世界上開發(fā)導(dǎo)光纖維陀螺的單位已經(jīng)有40多個(gè)，包括美國的霍尼韋爾、利頓、斯米爾、諾斯洛普、聯(lián)航在內(nèi)的德意志

10、利鐵元素夫3 .導(dǎo)光纖維陀螺在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用，國外主要導(dǎo)光纖維陀螺制造商研發(fā)了四種不同水平的導(dǎo)光纖維陀螺，而這些個(gè)導(dǎo)光纖維陀螺幾乎涵蓋陀螺應(yīng)用領(lǐng)域的這些個(gè)四種類型， 包括作為低性能速率傳感器使用的速率級(jí)陀螺儀在內(nèi)的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、動(dòng)車組、自主制導(dǎo)運(yùn)輸載體方向信息標(biāo)準(zhǔn)和船用陀螺儀等平臺(tái)使用的戰(zhàn)術(shù)級(jí)陀螺儀飛機(jī)，很多陸地導(dǎo)航儀表， 用于導(dǎo)彈等慣性導(dǎo)航儀表系統(tǒng)的慣性級(jí)陀螺精密宇宙飛船、潛艇導(dǎo)航儀表、航天飛機(jī)瞄準(zhǔn)和穩(wěn)定的戰(zhàn)略級(jí)陀螺。 導(dǎo)光纖維陀螺的應(yīng)用水平劃分，3 .導(dǎo)光纖維陀螺在捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用，3 .導(dǎo)光纖維陀螺在捷聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用，導(dǎo)光纖維陀螺也可作為精密制導(dǎo)彈藥，能大幅度提高彈藥的著落精

11、度。 在1990年代初的海灣戰(zhàn)爭中，美國的“斧子”巡航導(dǎo)彈裝備了導(dǎo)光纖維陀螺儀，導(dǎo)彈的穩(wěn)定性和命中率顯著提高。 在戰(zhàn)爭中，即使衛(wèi)星導(dǎo)航儀表不能通過強(qiáng)電子干擾作用得到正確的信息，導(dǎo)光纖維陀螺仍能夠保證航空器的自主導(dǎo)航儀表、正確的引導(dǎo)和正確的命中。 美國的aim 1120 BC型中程空空導(dǎo)彈，agm 1142空地導(dǎo)彈采用LN200光纖陀螺慣性測量單針織面料。 在ln-200中采用的光纖陀螺是結(jié)合微硅加速校正而配置的慣性測量的整體組合。 2004年1月26日，美國的“勇氣”號(hào)和“機(jī)會(huì)”號(hào)探測車經(jīng)過7個(gè)月的飛行成功登陸火星，使用的導(dǎo)航儀表系統(tǒng)是諾斯洛普格魯門公司制造的導(dǎo)光纖維陀螺導(dǎo)航儀表系統(tǒng)。 該系統(tǒng)

12、為宇宙飛船飛行姿態(tài)測量提供必要的線加速度和角加速度信息的宇宙飛船確定了進(jìn)入火星大氣圈緩慢打開著陸傘的最佳時(shí)間節(jié)點(diǎn)，提供了火星的陸地表面運(yùn)動(dòng)中火星探測車姿態(tài)、速度信息和探測車高增益天線的定位。 光纖高速慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，1鄧志紅，夢(mèng)印，張繼偉，肖炳. 2012 .慣性德老虎鉗和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)m .北京牌：科學(xué)出版社.2Herve CLefevre光纖陀螺m張桂才，王威， 翻譯北京牌：國防工業(yè)出版社黃繼勛.導(dǎo)光纖維陀螺預(yù)過濾煙嘴技術(shù)研究與應(yīng)用j .導(dǎo)航儀表與控制. 2011.10(2):34-38. 4董慶亮， 楊建宇.導(dǎo)光纖維陀螺及其在海洋重力校正中的應(yīng)用j .映射時(shí)空. 2011.2 . 5王威王學(xué)

13、鋒.光纖陀螺的空間應(yīng)用及其關(guān)鍵技術(shù)j .紅外和激光工程. 2006. Vol.35. No.5: 510-512. 6楊亭鵬，劉星橋陳家斌技術(shù)和發(fā)展應(yīng)用j .火力和軍隊(duì)指揮控制. 2004 .29(2) :76-79. 7區(qū)宏.高精度光纖陀螺及其關(guān)鍵技術(shù)研究.南開高等院校博士研究生學(xué)位論文. 2008. 8毛奔9 georgea.pavlath.fiber-optic gyros : the vision realized.Northrop grum tazartesd.northropgrummansfamilyoffiber-opticbasedinertialnavigationsyste