Разработка и исследование методов уменьшения влияния зоны захвата при работе лазерного гироскопа

В сочетании с акселерометрами лазерные гироскопы (ЛГ) нашли широкое применение в бесплатформенных инерциальных навигационных системах (БИНС), позволяющих с высокой точностью определять углы ориентации подвижного объекта.

Главной проблемой при работе ЛГ является наличие зоны захвата, которая определяется качеством отражающих зеркал. Увеличение коэффициента отражения связано с большими материальными затратами и технологическими трудностями.

Наибольшее распространение для борьбы с зоной захвата получил метод так называемой «вибрационной частотной подставки» (ВЧП). При этом методе ЛГ закрепляется на упругом подвесе и с помощью электромагнитного или пьезоэлектрического моментного устройства подвергается принудительным угловым колебаниям.

На сегодняшний день практически единственным способом снижения зоны захвата является амплитудная модуляция колебаний резонатора квази-случайной периодической функцией (ошумление частотной подставки). Модулирующая функция выбирается таким образом, что амплитуды колебаний оказываются нормально распределенными, а их автокорреляционная функция быстро затухает.

Основным недостатком ВЧП является то, что при прохождении резонатором в процессе колебаний зоны малых скоростей возникают погрешности, вызываемые захватом, при постоянной частотной подставке эти погрешности приводят к постоянному дрейфу, зависящему от измеряемой скорости, а при ошумлении - к случайным погрешностям, близким к белому шуму.

Поскольку сигналы ЛГ, как правило, используются после интегрирования, интегрируются и рассматриваемые погрешности. Как известно, интеграл белого шума является нестационарным процессом, дисперсия которого линейно растет со временем. Таким образом, в составе сигнала прибора появляется возрастающая по закону t0.5- погрешность, которая определяет точность прибора.