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什么是光纖陀螺尋北儀?它有什么優勢?
- 2019-12-18-

      隨著慣性導航技術的發展,陀螺尋北儀在軍事和民用定向中得到了日漸廣泛的應用。陀螺尋北儀利用陀螺儀測得的地球自轉角速度分量值和加速度計測得的載體傾斜角度,經過解算可確定載體方位角,即載體的參考軸向與真北方向的夾角。它能夠在靜態下全天候、全方位、自主、快速測定方位,可以作為觀測、目標瞄準、導航系統重調時的方位基準,也可作為隧道、礦山等地下作業的方位基準。


      作為角速度測量元件,陀螺儀起著至關重要的作用。實際應用中,由于機電陀螺儀技術成熟、漂移小、精度高,使其在陀螺尋北儀中多被采用;但機電陀螺儀在環境適應性上有缺陷,如抗振性差、低溫工作受限。而光學原理的陀螺儀內部無活動部件,其環境適應性遠強于機電陀螺儀,在滿足精度要求的前提下,必將被越來越多的應用于尋北儀中。


      光纖陀螺儀是一種新型陀螺儀,具有慣性傳感器效應,可用來測量載體相對慣性空間的角運動。它最早是在1976年由美國猶他大學的V. Vali和R. w. Shor-"thill提出的。經過近30年的研究和開發,中低精度的光纖陀螺儀在國外已批量生產,高精度光纖陀螺儀已達到0. 00038*/h的水平。國外已從地下探測到地面車輛定位定向,從艦載、機載到航天慣導系統都已廣泛應用光纖陀螺儀。


      光纖陀螺儀(FOG)根據其工作方式可分為干涉型FOG( IFOG)和諧振型FOG(RF0G)兩大類。但不論是哪種形式,其基本工作原理都是相同的,即利用薩格納克(Sagnac)效應來檢測角速度。


      Sagnac效應指出,在一閉合回路(半徑為R)中,沿順時針(CW)方向和逆時針(CCW)方向傳播的兩束光的光程差△L與閉臺回路的旋轉角速度山、回路面積A成正比,與真空中的光速Co成反比。


      光纖陀螺儀的優勢在于:它是全固態器件,無機械活動部分,無物理相位接口,可以制作得非常堅固;能經受很強的振動、沖擊和過載加速度,環境適應能力強;實際應用中,外圍線路簡單;動態范圍寬(> 1000*/s);響應時間快(< 1ms);啟動快,功耗低,重量小;工作壽命和存放期限長;潛在低成本(因元件可批量生產);高技術工藝可降低溫度對陀螺儀的影響。

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