光纤陀螺技术及应用

简单回顾了光纤陀螺30年的技术研究和应用情况;介绍了光纤陀螺的基本原理,总结了光纤陀螺的特点和关键应用技术;以光纤陀螺在光电探测和卫星观测系统中的应用为主要背景,详细介绍了具有代表性的LN200系列光纤陀螺惯性系统的技术特点和应用情况;同时介绍了光纤陀螺在机载红外前视、红外天体观测平台和高精度对地观测卫星中的典型应用,为光纤陀螺在相关领域的应用提供了参考和依据。简单总结了我国光纤陀螺的发展和应用情况。经过30年的发展,光纤陀螺及相关技术已达到很高的水平,已成为惯性系统的主流和首选仪表。     

光纤陀螺发展及应用

概述了光纤陀螺的主要特点和分类,简述了光纤陀螺的基本原理,介绍了光纤陀螺关键技术,综述了 光纤陀螺仪目前研制应用情况及发展趋势.     

基于小波理论抑制光纤陀螺零漂的研究

介绍了光纤陀螺技术的发展及应用,阐述了小波分析的理论及小波变换快速算法,并给出了光纤陀螺漂移的数学模型及零偏零漂的定义,阐明了小波分析在光纤陀螺信号处理中的具体应用方法,对于实测的光纤陀螺信号进行了多尺度小波分解和多分辨力分析,证明了该方法在抑制光纤陀螺输出信号零漂的有效性。为消除陀螺漂移提供了一个新的途径。     

适用于光纤陀螺的保偏光纤特性研究

在光纤陀螺中,保偏光纤性能的优劣直接影响陀螺的输出精度和温度特性.理论分析了光纤参数,特别是光纤涂层与陀螺稳定性的关系,通过改善特定的光纤涂层指标,光纤在时变温度场下的可靠性得到提高,并最终保证了陀螺具有更强的抗环境干扰能力.将理论预测与实际工程应用相结合,采用改进后的保偏光纤绕制的陀螺,表现出了更好的温度性能,基于对保偏光纤特性的理论和初步实验研究,强调了一直以来被忽视的保偏光纤参数在光纤陀螺应用中的重要性.     

光纤陀螺的最新进展

光纤陀螺从提出至今仅２０余年,但其从原理到实现到改进的发展过程却发生了很大变化。文中简述了光纤陀螺广泛的应用背景及基本原理,对光纤陀螺实用化进程中的几点重大突破进行了总结,并详细介绍了国外光纤陀螺的研究和生产的最新发展情况,也提及了我国光纤陀螺的研制概况。在对各国光纤陀螺公司产品的性能指标及其应用范围的分析基础上,指出了当前光纤陀螺发展的高精度和低成本两个方向,并介绍了几种主要的方案。     

光纤陀螺发展及应用

概述了光纤陀螺的主要特点和分类，简述了光纤陀螺的基本原理，介绍了光纤陀螺关键技术，综述了光纤陀螺仪目前研制应用情况及发展趋势．     

光纤陀螺的空间应用及其关键技术

针对国内空间应用对光纤陀螺的需求,第一次提出了需要解决的关键技术及其主要解决方法,并给出了空间应用光纤陀螺性能和关键器件的试验结果,初步证明了国内光纤陀螺能够满足空间应用的要求。     

光纤陀螺用于公路导航的试验

人们对光纤陀螺的兴趣大都集中在航空航天方面的应用,特别集中于小型导弹制导的应用上。然而,在新奥尔良召开的光纤传感器会议上,一篇文章为光纤陀螺开辟了一个新天地。日立电缆有限公司和尼桑汽车公司的工程师们,报道了光纤陀螺用于汽车制导的首次试验。实验证实了光纤陀螺在汽车方面潜在着应用的可能性。在演示的光纤陀螺系统中,所有的光纤元器件都是用日立电缆有限公司的单偏振(SP)保偏光纤制成的。其中,传感圈是用400m光纤绕成;两个定向藕合器是将光纤嵌在石英块     

光纤陀螺的发展趋势

本文从惯导技术的发展对陀螺提出的新要求及陀螺的发展趋势,说明环形激光陀螺和光纤陀螺出现的历史背景。以传统的惯性陀螺的缺点和环形激光陀螺存在的问题,以及光纤陀螺的优点及其在军用和民用领域里的广阔的应用前景说明光纤陀螺在未来惯导技术中的地位。最后,评述了光纤陀螺的发展趋势。     

光纤陀螺消噪方法研究

随着光纤陀螺(FOG)精度和可靠性的不断提高,光纤陀螺捷联惯导系统在导弹武器中得到越来越广泛的研究和应用。但是,在导弹的初始对准与导航过程中,光纤陀螺的输出噪声严重影响了对准与导航的精度。因此,有必要对光纤陀螺的输出信号进行消噪处理。在分析了光纤陀螺输出噪声的基础上,将小波阈值去噪理论应用到光纤陀螺信号处理中,并与基于ARIMA模型的强跟踪Kalman滤波去噪方法进行了比较。研究表明,基于小波的去噪方法能够更好地估计光纤陀螺的输出信号,具有更为理想的去噪效果,有效地解决了对准与导航过程中光纤陀螺噪声的影响,提高了对准与导航的精度。     

集成化光纤陀螺发展现状及趋势

无人机、机器人以及自动驾驶等领域对光纤陀螺尺寸、重量、成本综合性能提升有着迫切的需求,具有小体积、高性能、低成本等技术优势的集成化光纤陀螺成为目前的研究热点。文章梳理了美国、俄罗斯等在集成化光纤陀螺方面的最新研究成果和产品技术动态,从集成光学芯片设计加工、微小型高对称光纤环圈绕制、集成光学芯片与微小型光纤环圈直接耦合三个方面,阐述了集成化光纤陀螺面临的技术和工艺难题,分析了解决方案。最后,展望了集成化光纤陀螺的未来发展趋势和应用前景。     

环圈对光纤陀螺信号尖峰的影响

采用环圈用胶的应力松弛原理解释了光纤陀螺信号中出现尖峰。在微小时间延迟内,由于胶对其所附着的小段光纤施加了不同大小的作用力,光纤环中相向传输的两束光波产生了不同的相位延迟,造成了非互易相位误差,从而导致了陀螺信号中出现尖峰。实验证明了,改变环圈用胶的交联程度可以避免光纤陀螺信号出现尖峰。     

采用冗余设计的光纤陀螺组合支架的优化及分析

针对国内光纤陀螺的研究现状,为了快速适应惯性导航系统对高精度、高可靠性光纤陀螺的需求,采用了冗余配置的设计方案,设计了一种新型光纤陀螺组合支架。通过Ansys有限元分析软件对支架进行了动力学分析,并通过模态分析和频率响应分析对支架进行了优化。优化后的支架,质量减轻了43%,避免了在0~2 000 Hz的工作频带内出现谐振,对加速度的响应幅值明显降低,对形变的响应均小于10-7,有效提高了支架的动态特性,为提高惯性导航系统的精度和可靠性打下了良好的基础。     

数字信号处理技术在新型惯导系统中应用的研究

数字信号处理是一种具有特殊结构的微处理器,可以用来快速实现各种数据信号处理算法,在新型惯导系统———光纤陀螺的应用中取得了很好的效果,使得陀螺系统质量轻,耗电少,成本低,寿命长,体积小,在军民品中都有广泛的应用前景。飞机、飞船和轮船一直都使用陀螺定位仪来导航,最新技术的定位仪是光纤陀螺,采用光纤技术的光纤陀螺很好地解决了汽车、建筑、工业机器人,天线系统和大型农场的农业机械定位问题,方便且灵敏的光纤陀螺在陀螺定位领域具有广泛的应用前景。基于萨格奈克效应（ＳａｇｎａｃＥｆｅｃｔ）的第一代干涉型光纤陀螺经过了２０年的研究历程,期间几乎所有内在与外在的噪声因素都得到了分析与消除,检测的方法也得到了很大的改进,使得光纤陀螺在军民两方面都有着重要的应用背景。     

光子晶体光纤陀螺热相位噪声研究

光子晶体光纤陀螺使用光子晶体光纤替代普通光纤绕制光纤环,是光纤陀螺的发展方向。光纤种类不同,其热相位噪声特性与传统陀螺存在差异。对光子晶体光纤陀螺光纤热相位噪声展开研究,利用有限元方法建立光纤模型及噪声模型,并搭建光源强度噪声抑制光路对热相位噪声进行测量,通过实验结果与仿真的对比,验证了模型的正确性。     

三轴光纤陀螺光路系统的设计与研究

针对实际捷联系统中三轴干涉式光纤陀螺仪各轴之间的精度及稳定性不对称问题,提出将Loyt消偏器引入到三轴陀螺光路系统中,新光路结构使每轴陀螺均输入相同的极低偏振度自然光,保证了各轴陀螺的对称性.利用琼斯矩阵与干涉矩阵建立了该结构光纤陀螺的系统模型,并应用此模型对该陀螺的输出及零点偏移情况进行了仿真分析.结果表明,该光路在保持各轴光路高度对称的同时还提高了陀螺系统的精度与稳定性,并在一定程度上降低了对光源偏振度的要求.     

全数字闭环IFOG的关键技术研究

介绍了全数字闭环光纤陀螺的结构及其优势。对全数字闭环陀螺设计中光学传感、相位调制、闭环控制等关键技术分别作了详尽的分析和探讨，为其长足的发展和应用提供了可行性方案。     

光纤陀螺用单Y 1.3 μm LiNbO3集成光学器件

用退火质子交换法制作了用于光纤陀螺的集分束器、相位调制器、偏振器为一体的LiNbO3集成光学器件 ,介绍了器件设计考虑 ,简述了器件的工作原理 ,并对其性能进行了分析     

数字调制谐振式光纤陀螺闭环检测方案的研究

谐振式光纤陀螺是采用环形谐振腔来增强萨格纳克（Sagnac）效应的，其数字闭环检测方案具有动态范围大，灵敏度高的特点。对于双频率数字调制的谐振式光纤陀螺，该文提出了两种基于数字信号处理芯片（DSP）实现的闭环检测方案，并利用Matlab软件对两种检测方案进行了全面的比较。     

利用Allan方差进行光纤陀螺测试

设计了一种基于Allan方差的5阶样条拟合的方法,用于测定光纤陀螺的随机游走系数、零偏不稳定性、速率斜坡、量化噪声、速率随机游走等参数,并基于LabVIEW开发了可视化数据采集程序,对KVH公司生产的E.Core 2000型光纤陀螺进行测试。结果表明,该方法简化了光纤陀螺参数测试流程,提高了测试精度。