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高精度航海用光纖陀螺慣性導航技術展望

發布時間:2023-05-31 17:14:17 瀏覽量:2849 作者:Wilson

摘要

光纖陀螺基於(yu) Sagnac效應,利用環路中沿相反方向傳(chuan) 播的兩(liang) 束光來檢測慣性空間中的旋轉,開辟了全固態角速度傳(chuan) 感器之路。由於(yu) 其標度因數穩定性和環境適應性較激光陀螺儀(yi) 差,製約了其在高精度航海領域的国产成人在线观看免费网站。通過分析光纖陀螺,展望了光子晶體(ti) 光纖材料、空芯微孔結構和窄線寬激光光源等技術在光纖陀螺中的国产成人在线观看免费网站前景,這些技術可提高光纖陀螺標度因數穩定性和環境適應性,同時還展望了基於(yu) 量子糾纏光纖陀螺技術。通過分析光纖陀螺慣性導航係統發展,現階段通過采用旋轉調製、溫控、溫補等係統技術,有效抑製了光纖陀螺標度因數穩定性和環境適應性的影響,已具備在高精度航海領域国产成人在线观看免费网站條件。

正文


高精度航海用光纖陀螺慣性導航技術展望


光纖陀螺基於(yu) Sagnac效應,利用環路中沿相反方向傳(chuan) 播的兩(liang) 束光來檢測慣性空間中的旋轉,開辟了全固態角速度傳(chuan) 感器之路。由於(yu) 其標度因數穩定性和環境適應性較激光陀螺儀(yi) 差,製約了其在高精度航海領域的国产成人在线观看免费网站。通過分析光纖陀螺,展望了光子晶體(ti) 光纖材料、空芯微孔結構和窄線寬激光光源等技術在光纖陀螺中的国产成人在线观看免费网站前,這些技術可提高光纖陀螺標度因數穩定性和環境適應性,同時還展望了基於(yu) 量子糾纏光纖陀螺技術。通過分析光纖陀螺慣性導航係統發展,現階段通過采用旋轉調製、溫控、溫補等係統技術,有效抑製了光纖陀螺標度因數穩定性和環境適應性的影響,已具備在高精度航海領域国产成人在线观看免费网站條件。


陀螺儀(yi) 是慣性導航係統的核心,是影響慣性導航性能的關(guan) 鍵因素,為(wei) 保障潛艇的隱蔽安全航行和艦載武器的打擊精度,要求慣性導航係統具有長時間高精度保持能力。目前被潛艇廣泛国产成人在线观看免费网站的慣性導航係統,靜電陀螺儀(yi) 利用真空中靠電磁場懸浮的旋轉鈹球工作,采用非接觸支撐,不存在摩擦,精度較高,但其製造複雜且成本較高;二是基於(yu) 激光陀螺儀(yi) 的慣性導航係統,激光陀螺儀(yi) 利用光程差來測量旋轉角速度,具有良好的標度因數穩定性,但由於(yu) 激光陀螺儀(yi) 采用激鬥消除鎖閉問題,采集到的測量信息需進行激鬥濾波,濾波時造成係統的導航信息實時性不盡如人意。作戰使用需求的增長促進了慣性導航係統技術的發展,光纖陀螺的快速發展開創了慣性導航係統的新局麵,特別是光纖陀螺純固態無運動部件、工藝簡單、精度覆蓋廣、動態範圍大、啟動快、壽命長等優(you) 點,使其在諸多領域中獲得国产成人在线观看免费网站,但由於(yu) 其標度因數穩定性稍差,在高精度航海領域收到一定限製。近幾年,隨著材料、工藝的不斷改進,其標度因數穩定性得到大幅度提升,並且在隨機誤差方麵表現出ji佳的性能優(you) 勢,並不斷向超高精度方向發展。實際上,光纖陀螺慣性導航係統的国产成人在线观看免费网站領域逐漸從(cong) 戰術級向戰略級覆蓋,已經具備潛艇国产成人在线观看免费网站能力。


圖1.光纖陀螺展示圖片


當前,光纖陀螺下一代發展的主要方向是高性能、高精度和小型化,該發展方向仍舊麵臨(lin) 巨大的技術挑戰,主要體(ti) 現在兩(liang) 個(ge) 方麵:一是高性能與(yu) 大體(ti) 積的矛盾,通過增加光纖長度提高光纖陀螺精度是目前主要的技術手段,但光纖長度增加後,會(hui) 造成光纖陀螺體(ti) 積增大,進而造成光纖陀螺慣體(ti) 積的增大,如iXblue国产黄色在线观看研製的MARINS-M3型發展到MARINS-M11型,定位精度提升了25倍,體(ti) 積也增大了2.57倍,已接近進出艙門的極限,如果體(ti) 積進一步增大,將難以直接進出艙門,適用性將受到極大限製;二是高精度幹涉型光纖陀螺中大纖長大尺寸保偏光纖環圈在複雜環境多物理場(溫度、磁場和應力等場)作用下導致光纖陀螺性能劣化,需采用多種技術措施,例如溫度控製、多重磁屏蔽和密閉封裝等,以降低陀螺環境敏感性,這不可避免地導致其體(ti) 積、質量和功耗的增大,體(ti) 積效率比降低限製了光纖陀螺性能的提升。



結語:隨著光子晶體(ti) 光纖技術的發展,尤其是空芯光纖采用獨特的微結構形成空芯光子晶體(ti) 光纖,為(wei) 光纖陀螺建立了全新的導光機製,開啟了光纖傳(chuan) 輸介質顛覆性技術變革,為(wei) 提高光纖陀螺環境適應能力提供了新技術途徑。


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