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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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  现代战争中,情报收集系统是指挥自动化系统的眼睛。美国Northrop Grumman公司研制的LN-120G惯性/GPS/恒星定位系统采用零闭锁激光陀螺作为惯性单元的角速度传感器,能为RC-135战略侦察机提供精确的航向和定位信息,使之能够精确探测和侦察敌方目标,经分析后分发到战斗单元。

  将激光陀螺安装在望远镜上可以实时提供其角坐标,通过计算机求出实际角坐标与目标角坐标之间的差值,然后对其姿态进行控制可使之实时跟踪目标,精度可达亚角秒。与光学编码器和圆感应同步器相比,激光陀螺体积小、分辨率高,而且安装调整非常简单。

  2.2 动态测角

  角度测量是几何量计量技术的重要组成部分,激光陀螺可以实现高精度和高分辨率的动态角度测量。俄罗斯电子光学公司(Electrooptika Corp.)研制的激光陀螺测角仪可用于光学多面体和光学编码器的校准、旋转体的外部角度测量等,随机误差0.03角秒,单次测量的总误差小于0.2角秒。激光陀螺测角技术除了精度和分辨率高之外,还有易于自校准、测量速度快等优点。

  2.3 地球物理学、基础物理学

  激光陀螺在科学研究领域也有很大的用途。通过增大激光陀螺的尺寸可显著提高精度,新西兰和德国联合研制了超大激光陀螺,其中的UG-2型超大激光陀螺的环路面积达834 m2。用超大激光陀螺可以观察微小的地震效应、固体地面潮汐效应(solid earth tides,不同于海洋潮汐效应),还有望用来测量引力波等几种相对论效应。

  3  激光陀螺应用前景

  惯性导航系统的一大缺点是误差随时间累加,采用多传感器信息融合的组合导航、零速修正和旋转调制等技术可以从一定程度上克服该问题。采用GPS、星敏感器等与惯性系统进行组合,可大大提高激光陀螺导航系统的精度,减小误差随时间的积累。在实时性要求不高的场合,可以采取零速修正技术,能够将定位精度从纯惯性的1海里左右提高到米的量级,适用于对实时性要求不高的场合,如大地测量。采用旋转调制技术后,激光陀螺惯性导航系统的精度能提高1到2个数量级,适合于长期导航。

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