光纤陀螺的发展与应用

介绍了光纤陀螺的原理特点和发展,重点叙述了光纤陀螺在国内外发展的技术问题及应用环境。将国内光纤陀螺发展迅速的中航捷锐为例进行了产品性能描述。随着现代微电子技术、光电子技术和信号处理技术的进步,预测了光纤陀螺在未来的发展趋势。     

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。     

光纤陀螺的研究现状与发展

光纤陀螺的研究现状与发展重庆光电技术研究所牟琼本文简要论述了光纤陀螺的基本原理、性能特征和优势，并以实例说明光纤陀螺在军事及国民经济领域中的应用，分析了光纤陀螺的研制水平的进展以及技术市场的发展趋势。光纤陀螺的研究现状与发展@牟琼$重庆光电技术研究所...     

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。     

低成本光纤陀螺及其军事应用

文章对光纤陀螺的发展，特别是低成本光纤陀螺进行了介绍，并就光纤陀螺电路和光路两个结构的分析，分别阐述了降低光纤陀螺成本的几种途径。并且通过介绍光纤陀螺技术的发展，分析其在武器系统中的运用与需求。     

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。     

光纤陀螺在小卫星上应用的研究

本文简述了光纤陀螺的基本原理、结构和国外发展状况,并提出了在卫星上用光纤陀螺代替传统的机械陀螺和激光陀螺进行姿态控制的思想。这种技术克服了传统机械陀螺的维护难和稳定性差的问题。     

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。     

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。     

应用于高精度光纤陀螺的超荧光光纤光源

在掺铒光纤放大器技术上发展起来的1.55 μm宽带超荧光光纤光源(SFS)具有相干长度短、输出功率大、温度稳定性好、对紫外线辐射不敏感和寿命长等优点,是惯性级和精密级光纤陀螺的理想光源.概述了1.55μm高精度光纤陀螺的研制现状,同时,对SFS的技术优势、最佳结构设计进行了探讨.最后对采用SFS的光纤陀螺的噪声特性进行了研究,并提出了改善光路系统信噪比和抑制光源强度噪声的技术措施.     

光纤陀螺自动化测试系统设计

采用虚拟仪器技术,设计了一种光纤陀螺自动化测试系统,以判断其性能指标是否达到标准。阐述了测试系统的硬件单元设计和系统软件设计。其硬件单元包括信号隔离电路、存储电路、以太网模块、电源模块等,系统软件设计主要包括基于SOPC的嵌入式系统软件设计和LabWindows/CVI的上位机软件设计。该测试系统经实际运行测试,表现出良好的稳定性,完成了所有的测试功能,用户界面操作简单,测试结果准确,能够满足光纤陀螺科研生产的需求。     

基于模糊PID的光纤陀螺光源光控技术研究

为了提高光纤陀螺光源的稳定性,该文在陀螺系统基础上提出了一种光源光功率控制方案。采集陀螺耦合器空端上的光功率信号来反馈控制陀螺光源的出纤光功率。在反馈控制算法上采用模糊PID控制,其具有较好的灵活性、适应性及较快的响应。测试结果表明,采用模糊PID的光控方案比未采用光控的光源驱动方案在光源出纤光功率的稳定性上提高了66%。     

The vibration error of the fiber-optic gyroscope rotation rate and methods of its suppression

The error of the fiber-optic gyroscope (FOG) rotation rate measurement is considered. This error is induced by FOG vibrations (for open- and closed-loop FOGs). For a closed-loop FOG, a differential equation describing the loop dynamics is derived. The coefficients of this equation contain terms varying in time with the vibration frequency. For the first time, it is shown that, in addition to the traditional rotation rate measurement error due to the superimposition of vibration-induced optical power oscillations and the phase difference in the FOG coil, there is one more error, which is due to vibration modulation of the loop bandwidth. Alternative methods of information processing are investigated, and, on the basis of them, a new circuit is proposed for the suppression of vibration errors.     

Temperature characteristics of fiber-optic gyroscope sensing coils

In a 2D model, a fiber-optic gyroscope (FOG) temperature drift is theoretically investigated under the influence of temperature fields on its sensing coil for two techniques of fiber winding. The temperature field in the fiber cross section is calculated by means of the finite-difference method. It is established that, for the FOG temperature drift reduction to the level of 0.01 deg/h, the coil size being retained small enough, it is effective to combine the thermal insulation, metallic screens, and compound with high heat conductivity.     

多线程的光陀螺信号采集系统设计

为满足导弹对光陀螺信号实时性的要求,设计并实现了光纤陀螺的信号实时采集,并进行实时数据的动态显示与处理。采用C Builder5.0平台来设计光纤陀螺信号采集部分。陀螺信号的采集通过计算机的串口传输。该光纤陀螺的输出为RS232格式,通过调用Windows API函数实现RS232串口通信程序,并采用了多线程的技术来增强实时性和自动接收信号的能力。通讯速率38.4 kB,通讯期间可以完成数据处理,并且基本没有丢数现象;完成了数据包的解算;实现了线程间的数据共享与数据的实时处理。基于C Builder5.0和Windows系统的多线程串行通信可以实现实时数据的采集,同时可以在另一个线程中进行数据的实时处理。数据接收稳定可靠,取得了良好的效果。     

小型化高精度光纤陀螺的检测电路串扰自检测

在高精度光纤陀螺小型化过程中,检测电路串扰问题越发严重,在复杂应用环境下难以采用基于转台的传统方法测试光纤陀螺串扰在输出中的表现。基于此,提出一种基于施加模拟转速阶梯波的测试方法。该方法使用专用电路生成台阶高度人为可控的阶梯波,利用加法电路将其与闭环阶梯波叠加接入Y波导,通过测试陀螺响应,可确定串扰大小。对该方法进行相关实验验证,实验结果表明:该方法能在不依赖于转台的条件下实现光纤陀螺检测电路串扰的自检测,提升了应用系统的设计与测试效率。     

前向抽运双级双程掺铒光纤宽带光源

提出并实现了一种前向抽运双级双程结构的 1 5 5 μm超荧光光纤光源(SFS)。通过恰当地选择光源的各个参数,包括两段掺铒光纤(EDF)的长度和两级抽运光的功率,在保证平均波长稳定的情况下,获得了同时具有大功率和宽带特性的超荧光输出。这种结构的光源可以很好地满足高精度光纤陀螺(FOG)对光源的要求     

光子晶体光纤陀螺标度因数特性研究

光子晶体光纤陀螺原理上具有磁敏感性低、温度稳定性好及抗辐照等特点,是光纤陀螺一个新的重要发展方向。很多学者研究了其零偏特性,但未见对其标度因数的研究报道。研究了光子晶体光纤陀螺标度因数的误差构成,并试验测量了光子晶体光纤环引入的误差。研究结果表明,光子晶体光纤陀螺标度因数具有更稳定的温度和辐照特性,在-40~+70℃的温度范围内,标度因数重复性为242.310-6(未补偿时),约为普通光纤陀螺的1/2。在经历总剂量为50 krad(Si)的辐照后,光纤陀螺标度因数变化10910-6,重复性和非线性没有明显变化,比普通光纤陀螺稳定1 倍以上。     

基于MEMS 陀螺辅助增大闭环光纤陀螺动态范围的方法

闭环光纤陀螺的动态范围随着精度的提高而下降,为了增大闭环光纤陀螺动态范围,提出了一种基于MEMS 陀螺辅助的增大闭环光纤陀螺动态范围的方法,利用MEMS 陀螺量程大的特点,将MEMS 陀螺与光纤陀螺测得的角速率作差,依据该差值判断光纤陀螺工作的干涉级数,从而对光纤陀螺输出加以修正,使光纤陀螺准确工作在多级干涉条纹。仿真表明,提出的方法能够有效的增大闭环光纤陀螺动态范围,提高闭环光纤陀螺的量程。     

光纤陀螺在煤矿井下的应用研究

煤矿井下工况环境复杂恶劣,传统的测量仪器已经渐渐不能满足生产要求,光纤陀螺作为新一代惯性技术,具有诸多优点。本文从煤矿井下生产实际出发,探索了光纤陀螺技术的应用方向。