导弹上用的激光陀螺

据报道,美国霍尼韦尔公司制成了惯性制导系统用的激光陀螺仪,于1973年春交付海军武器中心试用(合同投资为250万美元)。这种激光陀螺式惯性制导系统采用三个激光     

激光陀螺IMU的不水平指北标定方法

激光陀螺捷联惯组(SIMU)标定是惯性导航的前提,标定结果的好坏将对惯性导航精度产生直接的影响.根据激光惯性组合(IMU)的误差方程,在激光捷联惯性组合不水平指北情况下,通过12位置的标定方法,抵消地速及重力加速度的影响,从而得出加速度计的误差参数和激光陀螺的常值漂移;然后通过单轴转台,标定出陀螺的安装误差和标度因数.此方法可满足激光陀螺IMU的标定要求.本方案利用最少的测试位置,方法简单,得到了所有需要的信息,利用率高.     

激光陀螺捷联惯性导航系统IMU误差标定

针对激光陀螺捷联惯性导航系统惯性测量单元(IMU)误差标定对转台精度、基座对北和调平要求较高,以及系统工作时激光陀螺抖动、长时间工作温度升高、算法复杂等因素,提出了以速度为观测量,采用以最小二乘拟合法的系统级标定法。通过三轴转台多位置测量：静止 转动 静止,快速辨识三轴激光陀螺和三轴加速度计正交安装误差、传感器零偏、刻度因子等24个误差参数,整个标定过程时间约2 h,多位置对准航向、横滚、俯仰测试精度优于0.012°。实验表明,采用该方法算法简单,操作过程便捷,可以有效提高激光陀螺捷联惯性导航系统IMU精度。     

激光陀螺动态特性研究（一）

针对激光陀螺动态特性中的带宽特性进行了研究。该文首先分析了激光陀螺的带宽特性指出,激光陀螺具有较高的理论带宽,并分析了影响实际带宽大小的因素,对激光陀螺的带宽进行了实际测试。将激光陀螺装在惯性测量装置(IMU)台体上,采用正弦激励法进行试验。按已设定的频率和幅值给角振动台施加正弦激励,分别采集激光陀螺信号和角振动台信号的输出,对每个频率点采集的数据进行傅里叶变换(FFT)处理并得出结论。为更好说明问题,先后在两台角振动台上进行试验,且IMU与试验工装分刚性连接和带减震器两种状态。测试数据说明,激光陀螺在IMU系统上测试的带宽大于120Hz,理论分析相符,完全满足现代导弹对激光陀螺的带宽要求。该试验可为激光陀螺信号的滤波、激光IMU系统设计等提供参考依据。     

第五章 激光军用技术(续)

5 .4　激光导航　　我们知道 ,惯性制导的关键设备就是陀螺仪。由于激光陀螺没有活动部件 ,具有寿命长、性能好、可靠性高以及不受环境影响等特点 ,目前已应用到各种惯性导航、精密测量、姿态控制、定位等领域。1982年 ,美国霍尼威尔公司首创的激光陀螺惯性基准系统进入航线使用 ,标志着激光陀螺的成熟。目前 ,波音 75 7,76 7,737等新型客机都已采用了激光陀螺系统。5 .4 .1　萨格奈克 (Sagnac)效应　　 1913年 ,法国科学家萨格奈克做成了一架闭合光路干涉仪 ,如图 5 .1所示 ,后人称为萨格奈克干涉仪。在完成干涉实验后 ,他写道 :“一个闭…     

光纤陀螺—环形激光系统的后继者

目前实验室推出的光纤陀螺到90年代可能要与环形激光陀螺争夺惯性制导市场.光纤陀螺的前景要比激光陀螺从实验室推出后的十年要稍长一些,以打破旋转质量陀螺的长期垄断地位.首先,光纤陀螺(FOG)很可能占领尺寸小、重量轻,功耗低,坚固耐用,成本适中的中低精度为主要优点的应用场合.10年前,由于同样的原因使激光陀螺进入惯导市场,尽管从那时以后激光陀螺的精度有了很大的提高.到90年代末,预计技术的进步可使光纤     

一种基于双轴位置转台的现场标定方法

针对激光陀螺捷联惯性测量单元(LSIMU)的系数会随时间变化的问题,基于双轴位置转台提出一种激光陀螺的现场标定新方法。该方法在3个位置对激光陀螺进行标定,根据其标定模型建立9个方程,通过正反旋转消除地球自转角速度在非转动轴上的影响,以及常值漂移在各个输出轴上的影响,最后求解出激光陀螺的标度因数和安装误差。实验结果表明,该方法可在缺乏高精度速率转台的条件下完成激光陀螺的标定,其精度与传统实验方法精度相当,缩短了标定时间。     

国外简讯

光纤陀螺系统即将进入实用 据《IDE》杂志1990年6月报道,美国利登制导和控制系统公司正在从事光纤陀螺的研制工作.预计一种标准生产型惯性测量装置包括三个光纤陀螺、三个加速度计,外加有关电子线路.这种组装成四边形的测量装置,每边尺寸不大于7.6厘米,重量不超过340克,但是,采用常规陀螺的惯性测量装置,一般重量为11.4公斤,如果采用环形激光陀螺,其重量为6.8公斤左右.该公司1989年5月声称,已经试飞     

空间三轴激光陀螺放电区微晶玻璃Li^(+)迁移规律研究EI北大核心CSCD

空间三轴激光陀螺是一种将三个敏感环路正交集成于一块微晶玻璃基体上的空间激光陀螺,在航空、航天、军事等领域得到了广泛应用。随着军用装备对高性能激光陀螺长期通电性能稳定性的要求不断提高,提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长激光陀螺工作寿命已成为国内外激光陀螺专业领域研究人员共同关注的重要课题。国外多项专利提到了微晶玻璃中的Li^(+)在电场的作用下发生迁移并影响激光陀螺工作寿命,但未见具体研究。文中对空间三轴激光陀螺开展了通电寿命试验,并结合飞行时间二次离子质谱分析技术,研究了放电区微晶玻璃LAS(Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2))表面的Li^(+)迁移现象,结果表明:微晶玻璃中Li^(+)在激光陀螺电场及谐振腔内等离子体的作用下向谐振腔方向迁移,并脱离微晶玻璃进入谐振腔,然后随等离子体流动,最终沉积在阴极表面。该结果对提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长工作寿命等相关研究具有重要推进作用。     

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。     

激光陀螺抖动轴失准角对陀螺精度的影响

该文理论分析了二频机抖激光陀螺抖动轴和敏感轴间的失准角对陀螺精度的影响。基于刚体欧拉动力学方程建立了机抖激光陀螺动力学模型,利用刚体绕任意轴转动惯量的计算方法,计算了抖动轴失准角引起的陀螺腔体在陀螺坐标下的惯性积变化,对陀螺高频抖动时由腔体惯性积产生的横侧向力矩引起陀螺敏感轴横侧向变形进而激发单表级圆锥误差的过程进行了定量计算。结果表明,高精度应用场合抖动轴失准角应小于5′。     

激光陀螺测试仪中的通信设计

激光陀螺仪是惯性系统的基本元件,它的工作精度直接决定着导航系统的精度。温度变化是激光陀螺产生零偏误差的主要因素,制约了陀螺精度的进一步提高。本文介绍了温度场变化对激光陀螺精度的影响;在设计激光陀螺仪温度测试系统的过程中,详细阐述了激光陀螺测试仪中的通信设计技术及软硬件实现方法,完成了对激光陀螺仪温度和湿度的实时调控。     

斜装激光陀螺石英加速度计标定算法研究

对斜装激光陀螺石英加速度计的标定算法进行了研究。在对斜装原理分析的基础上,分别建立了激光陀螺和石英加速度计的误差模型。基于大理石平板和速率转台,设计了基于最小二乘法的斜装标定算法。该算法省去了复杂的标定工装的设计环节,减少了误差积累,具有精度高,残差小,经济方便的优点。将该算法标定的误差参数在导航软件中进行补偿,激光陀螺精度优于0.05 (° )/h,石英加速度计精度优于5×10-5g0(g0=9.8 m/s2)的激光惯性测量装置,10 min静态导航精度优于10 m,6 min动态导航精度优于40 m。完全满足工程应用中对高精度激光惯性测量装置的参数分离要求。     

环形激光陀螺导航仪的试制计划

本文描述的试制计划，是海军激光陀螺技术的探索性研制工作和激光陀螺制导与导航两个原型系统非常成功的飞行试验演示的结果。此两系统是海军研制的“先进战术惯性制导系统”和霍尼韦尔公司在内部发展资金下研制的“激光惯性导航系统”。对先进战术惯性制导系统和激光惯性导航系统的试验性硬件所做的试验和鉴定，证实了今日的激光陀螺捷联技术具有满足中等质量惯性导航系统基本性能要求的能力。在环形激光陀螺导航仪试制计划中，对单组件激光陀螺导航仪（包括激光陀螺加速表、计算机和电源）进行了研制，以评定其低寿命周期成本可能性、可靠性、可维修性、和在全军事环^下的各种性能因素。这不仅包括陆基的、固定翼和转动翼的飞机环境，而且包括海基的飞机环境，以及环形激光陀螺导航仪与运载工具运动环境相匹配的能力。环形激光陀螺导航仪试制计划所提供的数据，将构成进行施工和试制的研究方案的依据，该方案将提供成本效率高的激光陀螺惯性导航系统以满足范围宽广的未来的武器系统的要求。     

先进微陀螺器件及微惯性测量单元最新研究进展

微纳加工技术与振动惯性技术的结合使惯性仪表技术发生了重大的变革,拓展了惯性技术在军用和民用领域的应用。高性能微惯性器件对军事装备和国民经济的发展起着越来越大的作用。该文基于美国国防高级研究计划局(DARPA)近年来在微惯性传感器技术领域的资助项目,综合研究了微机电系统(MEMS)谐振陀螺、微光学陀螺(MOG)、声表面波(SAW)陀螺等微惯性传感器技术及微惯性测量单元的最新发展现状,并对其发展面临的技术挑战进行了详细地分析与评述。     

基于LSSVM的激光陀螺随机误差系数预测

激光陀螺是一种具有广阔应用前景的新型惯性器件.为了提高激光陀螺的性能,有效地补偿激光陀螺的随机误差,提出了最小二乘支持向量机预测激光陀螺随机误差系数的新方法.采用遗传算法进行支持向量机参数的自动选取,提出了基于遗传优化的最小二乘支持向量机回归预测算法,并对激光陀螺随机误差系数进行了预测实验.实验结果表明,基于遗传算法的最小二乘支持向量机的预测精度更高.另外,研究了回归步长对预测效果的影响.预测结果表明,不同的回归步长对预测结果有较大的影响.     

海军武器控制系统的实用激光陀螺

由美国斯珀里·兰德公司斯珀里分部研制的第一台实用激光陀螺将为海军武器控制系统提供惯性参考数据。斯珀里公司六十年代初期曾获得激光陀螺的第一个专利，自那以后就一直研制可在各种应用中都具高可靠性及长寿命的廉价的设计。     

科技进展

光纤陀螺的最近进展 目前光纤陀螺巳从实验室进入实用阶段,预计在九十年代的惯性制导市场中将与环形激光陀螺进行竞争。首先,光纤陀螺由于它的体积小、重量轻、坚固、价格适中、功耗低,可能在低、中精度应用中得到使用。在九十年代末期,预计技术     

捷联式惯性导航系统

Ⅰ引言。惯性导航系统的心脏 ,按其实现测量飞行器的加速度和提供空间参数基准的基本任务来讲,是惯性测量装置(IM、U)。这样,惯性测量装置决定了系统的性能和精度;它也是造成系统生产成本占三分之二左右的原因,并且是总成本的主要因素。 一直到目前,大多数惯性导航系统都用了稳定平台惯性测量装置,在此陀螺和加速度计是安装在常平架悬置的平台上,此平台是由陀螺控制的伺服机构。当常平架稳定系统使陀螺隔     

基于温度变化的测地激光陀螺相对误差分析

大型测地激光陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性传感器,能够精确监测地球自转角速度,在世界时、地震波检测以及基础物理等领域都有很好的应用前景。测地激光陀螺对环境温度的变化较为敏感,温度变化使测地激光陀螺的腔长发生改变,进而引起尺度因子的改变,最终影响到测地激光陀螺仪的测试精度。本文通过对测地激光陀螺的不同工作环境进行温度测试,当温度变化并且热源位置不同时,分析并讨论了测地激光陀螺的相对误差。当温度变化最大时,分析了激光陀螺环形腔材料使用量与相对误差的关系。结果表明：当实验室的温度变化最大时,蒲城实验室的工作环境优于临潼实验室的工作环境,不同构型测地激光陀螺相对误差的范围在10^-6—10^-9。当测地激光陀螺仪中微晶玻璃的使用量增加时,相对误差减小。