การวิเคราะห์ของวิธีแก้ไขเทคโนโลยีจิโรสโกปไฟเบอร์ออปติกความแม่นยําสูง

การวิเคราะห์ของวิธีแก้ไขเทคโนโลยีจิโรสโกปไฟเบอร์ออปติกความแม่นยําสูง

1อาร์คิเทคโนโลยีหลัก

อิทธิพลของ Sagnac และการตรวจพบความแตกต่างระหว่างเฟส

ไจโรสโกปไฟเบอร์ออปติก (fibre optic gyroscope) ใช้ผล Sagnacผ่านการวัดการเคลื่อนไหวมุมที่เกิดจากการแตกต่างระยะระหว่างขั้วแสงสองขั้วของการกระจายแสงกลับ เพื่อบรรลุการตรวจจับความเร็วมุม, ความรู้สึกสามารถสูงถึงระดับปริมาณไมโครอาร์ค. เส้นทางแสงหลักใช้การออกแบบช่องระบายเสียงวงแหวนใยยึดไว้ซึ่งการอนุรักษ์ความคัดค้าน, ซึ่งลดความผิดพลาดการขั้วโลกจนถึง 00001°/h ระดับ

การประมวลผลสัญญาณแบบปิดแบบดิจิตอลเต็ม

การนําเทคโนโลยีการควบคุมวงจรปิดแบบดิจิตอลทั้งหมด (เช่นสถาปัตยกรรม FPGA+ASIC) เพื่อชดเชยความผิดพลาดที่ไม่เป็นเส้นตรงในเส้นทางทางแสงในเวลาจริงปรับความเร็วการตอบสนองแบบไดนามิกให้มากกว่า 10kHz, และรองรับการจับความเร็วมุมทันทีในฉากหมุนความเร็วสูง

การปรับปรุงแหล่งแสงใยสารเออร์บีียม

เออเทคโนโลยีแหล่งแสงยืดหยุ่นจากใยสารชีวินทรีย์เพื่อบรรลุผลิตเสียงที่ต่ําในช่วงความถี่ (ความมั่นคงของความยาวคลื่น < 0.1ppm) ระยะเวลาการใช้งานของแหล่งแสงขยายเป็น 100,000 ชั่วโมงการลดลงอย่างมากผลกระทบของอัตราการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงต่อความแม่นยํา.

2. โปรแกรมการออกแบบระบบ

โมดูลแหล่งแสง

ไลเซอร์ปั๊ม 980nm ที่บูรณาการ และเครื่องขยายไฟเบอร์ที่มีสารเออร์บีียม±00.01%

รวมกับวงจรควบคุมอุณหภูมิ (ความแม่นยําของ±0.01°C), เพื่อกําจัดการเคลื่อนไหวความยาวคลื่นของแหล่งแสงที่เกิดจากความผิดพลาดในการวัด

วงจรวงจรไฟเบอร์ออปติก

ใช้วงแหวนไฟเบอร์ออปติกสี่ขั้วขนาด 150 มิลลิเมตร เพื่อยับยั้งการสั่นสะเทือนและอุณหภูมิ

เทคโนโลยีหมึกหลายชั้น±0.001°/h ความมั่นคงที่ไม่เสี่ยง

หน่วยประมวลผลสัญญาณ

พื้นฐานจากเทคโนโลยีการขยายเสียงแบบดิจิตอล phase-locked (ตัวอย่างเช่นชิป AD630) เพื่อการสกัดสัญญาณช่วงที่อ่อนแอ

ความแตกต่างระยะที่สามารถตรวจสอบได้อย่างน้อย < 0001μrad ตรงกับความละเอียดความเร็วมุม 00002°/h.

โมดูลการชดเชยความผิดพลาด

รวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิ สนามแม่เหล็ก และสั่นสะเทือนสามแกน เพื่อสร้างแบบแก้ไขความผิดพลาดในเวลาจริง

ผ่านอัลกอริทึมการกรอง Kalman ความผิดพลาดที่รวมกันถูกยับยั้งให้ต่ํากว่า 00015°/h.

3ปริมาตรประสิทธิภาพหลัก

อัตราการผลิต

ความแม่นยําการวัด 0001°/h (1σ) มาตรฐานความต้องการทางยุทธศาสตร์ทางเดินเรือ

ระยะความเร็ว±1500°/s สนับสนุนการเคลื่อนไหวรถยนต์ความเร็วสูง

เวลาเริ่มต้น < 5 วินาที ความสามารถในการตอบสนองเร็วจากการเริ่มต้นเย็น

ความสามารถปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม -40°Cถึง + 85°Cการออกแบบระยะอุณหภูมิที่กว้างขวางของเกรดทหาร

4สถานการณ์การใช้งานทั่วไป

ระบบนําทางแม่นยําสูง

ใช้สําหรับการนําทางแบบอินเนอร์เซียลของเรือดําน้ํานิวเคลียร์ (การเคลื่อนที่ตําแหน่ง <0.8 นาวติกไมล์/24 ชั่วโมง) และการควบคุมอารมณ์ดาวเทียม (การชี้แม่นยํา 0.001°)

การนําทางอาวุธยุทธศาสตร์

พกพายาน ICBM เข้าสู่พื้นที่ใหม่ ทําการนําทางจากปลายไปปลาย (CEP<10m) ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มี GPS

แพลตฟอร์มอากาศศาสตร์

ใช้กับการควบคุมการ dock สถานีอวกาศ (ความผิดพลาดความตั้งทางสัมพันธ์ < 0.005°) และการติดตามเส้นทางของยานยนต์ด้วยเสียงเหนือเสียง

5ด้านวิวัฒนาการเทคโนโลยี

การออกแบบขนาดเล็ก: พัฒนาวงแหวนไฟเบอร์ออปติกขนาดเล็กขนาดกลาง < 80 มม เหมาะสําหรับ UAV และอุปกรณ์ทหารตัวเดียว

การปรับปรุงการป้องกันการบกพร่อง: นําเทคโนโลยีไฟเบอร์คริสตัลโฟโตน (photonic crystal fiber) มาปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการแทรกแซงไฟฟ้าแม่เหล็ก (anti-electromagnetic interference) ถึงสภาพแวดล้อมความแรงสนาม 100kV/m

โซลูชั่นบูรณาการหลายแกน: พัฒนาโมดูลแพคเกจบูรณาการสามแกน (ปริมาณ <0.5L) ลดการบริโภคพลังงานต่ํากว่า 3W