Анализ погрешностей волоконно-оптического гироскопа

Волоконный оптический гироскоп (ВОГ) - оптико-электронный прибор, создание которого стало возможным лишь с развитием и совершенствованием элементной базы квантовой электроники. Прибор измеряет угловую скорость и углы поворота объекта, на котором он установлен. Принцип действия ВОГ основан на вихревом (вращательном) эффекте Саньяка.

Интерес зарубежных и отечественных фирм к оптическому гироскопу базируется на его потенциальных возможностях применения в качестве чувствительного элемента вращения в инерциальных системах навигации, управления и стабилизации. Этот прибор в ряде случаев может полностью заменить сложные и дорогостоящие электромеханические (роторные) гироскопы и трехосные гиростабилизированные платформы. По данным зарубежной печати в будущем в США около 50% всех гироскопов, используемых в системах навигации, управления и стабилизации объектов различного назначения, предполагается заменить волоконными оптическими гироскопами.

Возможность создания реального высокочувствительного ВОГ появилась лишь с промышленной разработкой одномодового диэлектрического световода с малым затуханием. Именно конструирование ВОГ на таких световодах определяет уникальные свойства прибора. К этим свойствам относят:

n потенциально высокую чувствительность (точность) прибора, которая уже сейчас на экспериментальных макетах 0,1 град/ч и менее;

n малые габариты и массу .конструкции, благодаря возможности создания ВОГ полностью на интегральных оптических схемах;

n невысокую стоимость производства и конструирования при массовом изготовлении и относительную простоту технологии;

n ничтожное потребление энергии, что имеет немаловажное значение при использовании ВОГ на борту;

n большой динамический диапазон измеряемых угловых скоростей (в частности, например, одним прибором можно измерять скорость поворота от 1 град/ч до 300 град/с);

n отсутствие вращающихся механических элементов (роторов) и подшипников, что повышает надежность и уде­шевляет их производство;

n практически мгновенную готовность к работе, посколь­ку не затрачивается время на раскрутку ротора;

n нечувствительность к большим линейным ускорениям и следовательно, работоспособность в условиях высоких механических перегрузок;

n высокую помехоустойчивость, низкую чувствительность к мощным внешним электромагнитным воздействиям благодаря диэлектрической природе волокна;

n слабую подверженность проникающей гамма-нейтронной радиации, особенно в диапазоне 1,3 мкм.