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基于光纤陀螺船用捷联导航系统研究

光纤陀螺是重要的船用捷联导航设备,光纤陀螺捷联导航系统代表着未来船舶导航系统的发展方向。本文对基于光纤陀螺的船用捷联导航系统进行研究。船用捷联导航系统相比于其它用途的导航系统有着工作时间长,始终处于摇摆、颠震等工作环境的特点,应用于军舰的光纤陀螺捷联导航系统必须具备能够承受火炮、导弹等武器系统发射时很大冲击的能力。因此船用捷联导航系统对光纤陀螺的动态性能,包括动态特性与动态误差特性,随机漂移性能提出了更高的要求。数学模型是研究光纤陀螺性能的主要工具,为此本文对光纤陀螺的数字闭环检测系统的实现、动态误差模型、动态模型(传递函数)、随机漂移误差模型进行研究,得出了一些有实用价值的结论,掌握了利用数学模型研究光纤陀螺的设计与改善性能的方法。在此基础上,通过改进系统硬件设计方案与推导捷联罗经系统找北原理,论文对光纤陀螺捷联罗经系统的软硬件进行了设计与实现研究,为基于光纤陀螺的船用捷联系统研究提供了理论依据和实践基础。论文主要包括以下几个  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

基于光纤陀螺的寻北定向技术研究

惯性寻北技术是惯性技术领域的重要组成部分,是现代化战争中确保武器系统快速、机动、精确打击目标的重要保障技术之一。寻北仪是战略、战术、战役阵地机动发射的理想定向设备,可为导弹、雷达、火炮、鱼雷、飞机、舰船、车辆等提供方位基准。基于Sagnac 效应的光纤陀螺是一种新型的角速率传感器,它具有成本低、重量轻、功耗小,寿命长。与传统的机电陀螺相比具有很大的优越性。论文结合当前导弹光电瞄准设备发展的需要,基于现有国产单轴光纤陀螺拟研制一套寻北定向瞄准组合系统,解决导弹发射近距离瞄准,方位基准的测量。综合分析了陀螺寻北仪的原理及陀螺经纬仪的发展历史,对国内外各类寻北系统及相关技术进行了介绍,详细的评述了光纤陀螺的国内外发展及军民领域的应用情况。引入Allan 方差分析方法在时域内对光纤陀螺的随机漂移进行了分析,建立了光纤陀螺的随机误差模型。本文以工程实际为背景,对光纤陀螺寻北系统的工作原理及系统构成相关技术进行详细的讨论与研究。分析了精密机...  (本文共100页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于数字三角波相位调制的谐振式光纤陀螺

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度惯性角速度传感器,它在各种导航和制导系统中起着重要作用。目前,干涉式光纤陀螺技术已经成熟,但它在系统的小型化方面存在困难。与干涉式光纤陀螺相比,谐振式光纤陀螺(R-FOG)要达到相同的精度所需的光纤长度要短得多,在实现系统的高精度和小型化方面优势明显,因此,研究R-FOG具有重要意义。R-FOG的信号检测方法分为数字和模拟两种,数字电路相比于模拟电路具有稳定性好、抗干扰能力强、处理速度快和体积小等优势,因此,系统的数字化是R-FOG向高精度和小型化发展的必经之路。日本东京大学的Hotate已经提出了一种基于数字锯齿波相位调制技术的R-FOG,然而,这种调制技术会给系统带来复位脉冲误差的问题。国内虽然对R-FOG的研究已经开展多年,但对数字R-FOG的理论和实验研究还不够深入。本论文对基于数字三角波相位调制技术的R-FOG进行了深入研究。该系统通过LiNbO_3相位调制器实现三角波相位调制...  (本文共102页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与红外》2018年05期
激光与红外

陆用光纤陀螺寻北仪误差特性研究

1引言高精度定向是现代陆用武器打击精度的先决条件,尤其是陆基远程武器,定向精度是保证射程内武器杀伤力的重要因素。陀螺寻北仪作为惯性技术应用的重要成果之一,定向精度高、测量时间短、不受气候条件限制,可以在不依赖任何外部信息的情况下全天候、自主地测量方位,是高精度定向基准系统的首选设备。高精度快速寻北技术不仅是现代战争中确保武器系统快速机动、精确打击的重要保障技术,在地球物理探测、煤矿开采、大地测量、隧道建设及石油矿井等民用领域中也是必备的技术手段。光纤陀螺具有重量轻、体积小、全固态以及易于集成等诸多优点,可作为寻北仪理想的惯性器件,随着国内光纤陀螺性能水平的不断提高,光纤陀螺寻北仪具有广阔的发展前景和较高的研究价值,尤其是在中低精度领域,光纤陀螺寻北仪已经得到推广和应用。光纤陀螺寻北仪主要有二位置、四位置、多位置以及连续旋转等多种寻北方法,不同的方法寻北原理基本相同,本文以简单实用的四位置法对寻北仪原理进行介绍,推导寻北仪误差模型...  (本文共5页) 阅读全文>>

《传感器与微系统》2018年06期
传感器与微系统

光纤陀螺寻北启动误差抑制方法研究

0引言寻北定向技术的研究与产品开发,对国防现代化以及国民经济发展具有重要意义[1]。光纤陀螺(fiber-optic gyro-scope,FOG)是基于Sagnac效应的全固态陀螺仪,具有耐冲击、灵敏度高、寿命长、功耗低、集成可靠等优点,特别适合寻北定向系统的应用[2]。静态测量法是目前的主要寻北手段[3],四位置寻北法因其寻北结果受光纤陀螺零偏及标度因数误差的影响较小而广泛采用[4]。光纤陀螺具有上电后输出数据在一段时间内存在较大漂移率,后续逐渐趋于稳定的现象[5],这种启动特性造成了光纤陀螺寻北的启动漂移,并在寻北应用的冷启动状态时形成了寻北启动误差,导致寻北精度降低。目前,国内光纤陀螺稳定段寻北精度可达0.04°~0.06°,但光纤陀螺启动段的寻北精度则降低至0.09°~0.1°[6]。针对该问题,本文分析了光纤陀螺寻北启动误差的成因,通过数值仿真总结了其特性,提出了抑制该误差的新寻北方法,并进行了实验验证。实验结果表明...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国高新技术企业》2016年17期
中国高新技术企业

试论光纤陀螺技术的发展及应用

1光纤陀螺的优点和以往的光纤陀螺相比,光纤陀螺仪构成的部件较少,而且没有可以发生相对运动的原件,故没有磨损发生。再加上光纤陀螺体积较小,重量非常轻,能够感知微小的差别,其分辨率非常高,可以长时间进行稳定的工作,能够承受环境的变化而保持稳定运行。光纤陀螺的主要组成原件有传感器、宽带光源以及调节器等。根据光纤陀螺的精度不同,可以将其分为不同的种类,根据工作所需的精度不同,应用的光纤陀螺也不同。比如在商业中往往应用较低精度的光纤陀螺仪,而在军事和航空航天领域一般使用精度较高的光纤陀螺仪。2光纤陀螺技术的发展现状现阶段光纤陀螺技术受到各个领域的普遍关注。按照组成光纤陀螺仪元器的不同,逐渐形成了集成型与全光纤型两种光纤陀螺仪。其中集成型的光纤陀螺仪稳定性较高,其把内部主要的光学元件例如调节器等都安装到同一块电子芯片上,这样一来可以在工业流水线上进行大规模的生产,因此造价比较便宜。和集成型光纤陀螺仪不同的是,全光纤型把几乎全部的光学元件都安...  (本文共2页) 阅读全文>>