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详解激光陀螺技术及其典型应用

2013-05-07 14:15
棒棒书香
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  机械抖动偏频是应用最广泛的方案,它使激光陀螺不停地以小幅度高频率振动,在输出频差中再将抖动偏频扣掉。尽管在一个抖动周期中经过两次锁区,但由于过锁时间极短而对测量精度影响很小。机械抖动偏频的主要缺点是机械振动容易对系统中其它传感器产生干扰,增大了激光陀螺随机游走,增加了信号延迟使测量带宽降低。

  利用增益介质的塞曼效应或反射镜的磁光克尔效应也可为激光陀螺提供等效的抖动偏频,这两种方案精度较低,主要原因是偏频装置对环形激光器中的激光模式产生了不利影响,但因其无机械活动部件而适合用于高冲击振动的场合。速率偏频是介于恒定偏频和抖动偏频之间的一种方案,它与机械抖动激光陀螺采用相同的环形激光器,相当于大幅度低频率抖动。因其过锁区时间更少,其随机游走指标优于机械抖动激光陀螺,缺点是使用了大幅度偏频转台,实用性不如机械抖动激光陀螺。

  与传统的机电陀螺相比,激光陀螺的主要优点有:(1) 可靠性高、寿命长;(2) 启动速度快;(3) 动态范围大;(4) 比例因子线性度好;(5) 抗振动冲击性能好;(6) 体积小、重量轻、功耗低;(7) 数字量输出;(8) 无交叉耦合效应;(9) 对加速度不敏感。这些特点使它特别适用于构建捷联式惯性导航系统。

  一个环路的激光陀螺只能敏感一个方向的角速度,一般的惯性导航系统要使用三只激光陀螺。为了减小系统的体积和重量,可在一块腔体上加工三个激光陀螺,即集成三轴激光陀螺。美国吉尔福特公司和法国萨克斯坦公司的三轴激光陀螺技术最为先进。

  激光陀螺的主要评价指标是零漂、比例因子和随机游走。目前中高精度激光陀螺的典型指标为零漂误差(0.01-0.001)o/h,比例因子误差(10-1)×10-6,随机游走(0.005-0.0005)o/h1/2。

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