Инерцијално решење за навигацију помоћу оптичких влакана

Навигациони систем високе прецизности је основна опрема контроле навигације авиона и прецизног напада на његов систем наоружања.Његове главне шеме обухватају шеме платформе и шеме са траком. Са развојем инерцијалне технологије и оптичког жироскопа, тракасти се широко користи у ваздухопловству са својим предностима високе поузданости, мале и мале величине, ниске потрошње енергије и ниске цене^[1-4].У овом тренутку, ваздушни навигациони систем је комбинација ласерског жироскопског навигационог система и оптичког жиро навигационог система. Међу њима, Нортхроп Грумман-ов ЛН-100Г, Хонеивелл-ов Х-764Г фи ласерски жироскопски навигациони систем и Нортхроп Л Грумман'с1 оптички жироскопски навигациони систем се широко користи у флоти америчких борбених авиона^[1].Компанија Нортхроп Грумман развила је навигациони систем ЛН-251 за хеликоптер са важним симболом жироскопа са оптичким влакнима високе прецизности, а затим развила ЛН-260 да се прилагоди навигацији авиона. надоградња авионике мултинационалне ловачке флоте Ф-16. Пре размештања, систем ЛН-260 је тестиран да би постигао прецизност положаја од 0,49 н миље (ЦЕП), грешку брзине у правцу севера од 1,86 фт/с (РМС) и грешка брзине у правцу истока од 2,43 фт/с (РМС) у веома динамичном окружењу. Због тога, оптички инерцијални навигациони систем може у потпуности да испуни оперативне захтеве авиона у погледу способности навигације и навођења^[1].

У поређењу са ласерским жироскопским навигационим системом, оптички жиро навигациони систем има следеће предности: 1) не треба му механичко подрхтавање, поједностављује структуру система и сложеност дизајна смањења вибрација, смањује тежину и потрошњу енергије и побољшава поузданост навигационог система; 2) Спектар прецизности оптичког жироскопа покрива тактички ниво до стратешког нивоа, а његов одговарајући навигациони систем такође може да формира одговарајући спектар навигационог система, покривајући све од система положаја до навигационог система за велике удаљености. авион издржљивости;3) Запремина оптичког жироскопа директно зависи од величине прстена влакана.Са зрелом применом влакана финог пречника, запремина оптичког жироскопа са истом тачношћу постаје све мања и мања, а развој светлости и минијатуризације је неизбежан тренд.

Укупна шема дизајна

Ваздушни жиро навигациони систем са оптичким влакнима у потпуности узима у обзир дисипацију топлоте система и фотоелектрично одвајање, и усваја шему „три шупљине“^[6,7], укључујући ИМУ шупљину, електронску шупљину и секундарну шупљину напајања.Шупљина ИМУ састоји се од структуре тела ИМУ, сензорског прстена оптичких влакана и кварцног флексибилног акцелерометра (кварц плус мерач); Електронска шупљина се састоји од жиро фотоелектричне кутије, плоче за конверзију мерача, навигационог рачунара и плоче интерфејса и санитарног водича плоча; Секундарна струјна шупљина се састоји од упакованог секундарног напојног модула, ЕМИ филтера, кондензатора за пуњење и пражњење. Жиро фотоелектрична кутија и прстен са оптичким влакнима у шупљини ИМУ заједно чине жиро компоненту, а кварцни флексибилни акцелерометар и плочу за конверзију мерача заједно чине компоненту акцелерометра^[8].

Целокупна шема наглашава раздвајање фотоелектричних компоненти и модуларни дизајн сваке компоненте, као и посебан дизајн оптичког система и система кола како би се обезбедило укупно расипање топлоте и сузбијање унакрсних сметњи. Да би се побољшала могућност отклањања грешака и технологија склапања производа, конектори се користе за повезивање плоча у електронској комори, а прстен са оптичким влакнима и акцелерометар у ИМУ комори се отклањају респективно.Након формирања ИМУ-а, врши се цела монтажа.

 Плоча у електронској шупљини је жиро-фотоелектрична кутија од врха до дна, укључујући жиро извор светлости, детектор и коло за предње пражњење; Плоча за конверзију табеле углавном завршава конверзију струјног сигнала акцелерометра у дигитални сигнал; Навигационо решење и коло интерфејса укључује плочу интерфејса и плочу за навигационо решење, интерфејс плоча углавном довршава синхроно прикупљање података о вишеканалном инерцијском уређају, интеракцију напајања и екстерну комуникацију, плоча за решење за навигацију углавном употпуњује чисту инерцијалну навигацију и интегрисано навигационо решење; Плоча водича углавном употпуњује сателитску навигацију, и шаље информације на плочу за навигационо решење и на плочу интерфејса како би се комплетирала интегрисана навигација. Секундарни извор напајања и коло интерфејса су повезани преко конектора, а плоча са колом је повезана преко конектора.

Кључне технологије

1. Интегрисана шема дизајна

Жиро навигациони систем са оптичким влакнима у ваздуху реализује детекцију кретања авиона са шест степени слободе кроз интеграцију више сензора. Жироскоп са три осе и троосни акцелерометар могу се узети у обзир за дизајн високе интеграције, смањење потрошње енергије, запремине и тежине. За оптичко влакно жиро компонента, може да дели извор светлости да изврши дизајн интеграције са три осе; За компоненту акцелерометра, кварцни флексибилни акцелерометар се генерално користи, а коло конверзије може бити дизајнирано само на три начина. Такође постоји проблем времена синхронизација у аквизицији података са више сензора.За високо динамичко ажурирање става, временска доследност може да обезбеди тачност ажурирања става.

2. Дизајн фотоелектричне сепарације

Жироскоп са оптичким влакнима је оптички сензор заснован на Сагнац ефекту за мерење угаоне брзине. Међу њима, фибер прстен је кључна компонента осетљиве угаоне брзине жироскопа са влакнима.Намотана је за неколико стотина метара до неколико хиљада метара влакана. Ако се температурно поље прстена оптичких влакана промени, температура у свакој тачки прстена оптичког влакна се мења током времена и два снопа светлосног таласа пролазе кроз тачку у различитим временима (осим средње тачке завојнице оптичког влакна), они доживљавају различите оптичке путање, што резултира фазном разликом, овај нереципрочни фазни помак се не разликује од Сагнеке фазног помака узрокованог ротацијом. Да би се побољшала температура перформансе жироскопа са оптичким влакнима, основна компонента жироскопа, прстен са влакнима, треба да се држи даље од извора топлоте.

За фотоелектрични интегрисани жироскоп, фотоелектрични уређаји и штампане плоче жироскопа су близу прстена са оптичким влакнима.Када сензор ради, температура самог уређаја ће донекле порасти и утицати на прстен оптичких влакана кроз зрачење и проводљивост. Да би се решио утицај температуре на прстен оптичких влакана, систем користи фотоелектрично раздвајање жироскоп са оптичким влакнима, укључујући структуру оптичке путање и структуру кола, две врсте структурно независне раздвајања, између влакна и везе таласоводне линије. Избегавајте да топлота из кутије извора светлости утиче на осетљивост на пренос топлоте влакана.

3. Дизајн самооткривања по укључењу

Навигациони систем са жироскопом са оптичким влакнима треба да има функцију самотестирања електричних перформанси на инерцијалном уређају. Пошто навигациони систем усваја чисту инсталацију без механизма транспозиције, самотестирање инерцијалних уређаја је завршено статичким мерењем у два дела, тј. , самотестирање на нивоу уређаја и самотестирање на нивоу система, без ексцитације екстерне транспозиције.

ЕРДИ ТЕЦХ ЛТД Солузиони пер ле специфицхе тецхницхе