Havodagi optik tolali inertial navigatsiya yechimi

Yuqori aniqlikdagi navigatsiya tizimi samolyot navigatsiyasini boshqarishning asosiy uskunasi va uning qurol tizimining aniq hujumidir.Uning asosiy sxemalari platforma sxemalari va strapdown sxemalarini o'z ichiga oladi. Strapdown inertial texnologiyasi va optik gyro rivojlanishi bilan, strapdown yuqori ishonchliligi, engil va kichik o'lchamlari, kam quvvat sarfi va arzon narxlardagi afzalliklari bilan havoda keng qo'llanildi.^[1-4].Hozirgi vaqtda havodagi strapdown navigatsiya tizimi lazer gyro strapdown navigatsiya tizimi va optik tolali gyro navigatsiya tizimining kombinatsiyasi hisoblanadi. Ular orasida Northrop Grumman's LN-100G, Honeywell's H-764G lazer gyro-strapdown-Grumman5's va Northrop Gyro rumman51s optik gyro strapdown navigatsiya tizimi Amerika qiruvchi samolyotlar parkida keng qo'llanilgan^[1].Northrop Grumman kompaniyasi yuqori aniqlikdagi optik tolali gyroning muhim belgisi bo'lgan vertolyot uchun LN-251 navigatsiya tizimini ishlab chiqdi va keyin LN-260 ni samolyot navigatsiyasiga moslash uchun ishlab chiqdi. LN-260 AQSh Harbiy-havo kuchlari tomonidan tanlangan. F-16 ko'p millatli qiruvchi flotning avionikasini yangilash. Joylashtirishdan oldin LN-260 tizimi 0,49 n milya (CEP) pozitsiya aniqligiga, shimolga 1,86 fut/s (RMS) tezlik xatosiga erishish uchun sinovdan o'tkazildi. Yuqori dinamik muhitda sharqqa yo'nalish tezligining 2,43 fut/s (RMS) xatosi. Shuning uchun optik strapdown inertial navigatsiya tizimi navigatsiya va yo'naltirish qobiliyati bo'yicha samolyotning operatsion talablariga to'liq javob berishi mumkin.^[1].

Lazerli gyro strapdown navigatsiya tizimi bilan solishtirganda, optik tolali gyro strapdown navigatsiya tizimi quyidagi afzalliklarga ega: 1) mexanik jitterga muhtoj emas, tizim tuzilishini va tebranishlarni kamaytirish dizaynining murakkabligini soddalashtiradi, og'irlik va quvvat sarfini kamaytiradi va quvvat sarfini yaxshilaydi. navigatsiya tizimining ishonchliligi; 2) Optik tolali gyroning aniq spektri taktik darajani strategik darajagacha qamrab oladi va unga mos keladigan navigatsiya tizimi ham uzoq masofali uzoq masofalar uchun munosabat tizimidan navigatsiya tizimigacha bo'lgan hamma narsani qamrab oladigan tegishli navigatsiya tizimi spektrini tashkil qilishi mumkin. chidamli samolyot;3) Optik tolali giroskopning hajmi to'g'ridan-to'g'ri tolali halqaning o'lchamiga bog'liq.Nozik diametrli tolaning etuk qo'llanilishi bilan bir xil aniqlikdagi optik tolali gyroskopning hajmi kichikroq va kichikroq bo'lib bormoqda va yorug'lik va miniatyuraning rivojlanishi muqarrar tendentsiyadir.

Umumiy dizayn sxemasi

Havodagi optik tolali gyro strapdown navigatsiya tizimi tizimning issiqlik tarqalishini va fotoelektrik ajratishni to'liq hisobga oladi va "uch bo'shliq" sxemasini qabul qiladi.^[6,7], shu jumladan IMU bo'shlig'i, elektron bo'shliq va ikkilamchi quvvat bo'shlig'i.IMU bo'shlig'i IMU tanasi strukturasidan, optik tolali sensorli halqadan va kvarts moslashuvchan akselerometrdan (kvars plyus metr) iborat; Elektron bo'shliq gyro-fotoelektrik quti, hisoblagichni o'zgartirish taxtasi, navigatsiya kompyuteri va interfeys kartasi va sanitariya qo'llanmasidan iborat. plata;Ikkilamchi quvvat bo'shlig'i qadoqlangan ikkilamchi quvvat moduli, EMI filtri, zaryadlash-razryad kondensatorini o'z ichiga oladi. Giro-fotoelektrik quti va IMU bo'shlig'idagi optik tolali halqa birgalikda giroskopik komponentni, kvarts moslashuvchan akselerometr va metrni o'zgartirish plitasini tashkil qiladi. birgalikda akselerometr komponentini tashkil qiladi^[8].

Umumiy sxema fotoelektrik komponentlarni ajratish va har bir komponentning modulli dizayni va umumiy issiqlik tarqalishini va o'zaro shovqinlarni bostirishni ta'minlash uchun optik tizim va elektron tizimning alohida dizayniga urg'u beradi. mahsulot, ulagichlar elektron kameradagi elektron platalarni ulash uchun ishlatiladi va IMU kamerasidagi optik tolali halqa va akselerometr mos ravishda disk raskadrovka qilinadi.O'IH tashkil etilgandan so'ng, butun yig'ilish amalga oshiriladi.

 Elektron bo'shliqdagi elektron plata yuqoridan pastgacha bo'lgan giroskopik fotoelektrik quti bo'lib, shu jumladan giroskopik yorug'lik manbai, detektor va oldingi tushirish sxemasi; Jadvalni o'zgartirish paneli asosan akselerometr oqim signalini raqamli signalga aylantirishni yakunlaydi; Navigatsiya yechimi va interfeys sxemasi interfeys platasi va navigatsiya yechim panelini o'z ichiga oladi, interfeys platasi asosan ko'p kanalli inertial qurilma ma'lumotlarini, quvvat manbai o'zaro ta'sirini va tashqi aloqani sinxron ravishda olishni yakunlaydi, navigatsiya yechimi paneli asosan sof inertial navigatsiya va integratsiya navigatsiya yechimini yakunlaydi; Yo'lboshchi taxtasi asosan sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi va integratsiyalashgan navigatsiyani yakunlash uchun ma'lumotni navigatsiya yechimi taxtasi va interfeys platasiga yuboradi. Ikkilamchi quvvat manbai va interfeys sxemasi ulagich orqali ulanadi va elektron plata ulagich orqali ulanadi.

Asosiy texnologiyalar

1. Integratsiyalashgan dizayn sxemasi

Havodagi optik tolali gyro-navigatsiya tizimi bir nechta sensorlarning integratsiyasi orqali samolyotning olti daraja erkinlik harakatini aniqlashni amalga oshiradi. Uch o'qli giroskop va uchta eksa akselerometri yuqori integratsiya dizayni uchun ko'rib chiqilishi mumkin, quvvat sarfini, hajmni va vaznni kamaytiradi. Optik tolali uchun gyro komponenti, uch o'qli integratsiya dizaynini amalga oshirish uchun yorug'lik manbasini baham ko'rishi mumkin; Akselerometr komponenti uchun odatda kvarts moslashuvchan akselerometr ishlatiladi va konversiya sxemasi faqat uchta usulda ishlab chiqilishi mumkin. Vaqt muammosi ham mavjud. ko'p sensorli ma'lumotlarni yig'ishda sinxronizatsiya.Yuqori dinamik munosabatni yangilash uchun vaqt izchilligi munosabatni yangilashning aniqligini ta'minlashi mumkin.

2. Fotoelektrik ajratish loyihasi

Optik tolali gyro burchak tezligini o'lchash uchun Sagnac effektiga asoslangan optik tolali sensordir.Ular orasida tolali halqa tolali giroskopning sezgir burchak tezligining asosiy komponentidir.U bir necha yuz metrdan bir necha ming metrgacha tola bilan o'raladi.Agar optik tolali halqaning harorat maydoni o'zgarsa, optik tolali halqaning har bir nuqtasidagi harorat vaqt o'tishi bilan o'zgaradi va yorug'lik to'lqinining ikkita nurlari nuqtadan o'tadi. turli vaqtlarda (optik tolali bobinning o'rta nuqtasi bundan mustasno), ular turli xil optik yo'llarni boshdan kechiradilar, natijada fazalar farqi paydo bo'ladi, bu o'zaro bo'lmagan faza almashinuvi aylanish natijasida kelib chiqadigan Sagneke fazasining siljishidan ajralib turmaydi. Haroratni yaxshilash uchun optik tolali giroskopning ishlashi, giroskopning asosiy komponenti, tolali halqa, issiqlik manbasidan uzoqda bo'lishi kerak.

Fotoelektrik integral giroskop uchun giroskopning fotoelektrik qurilmalari va elektron platalari optik tolali halqaga yaqin joylashgan.Sensor ishlayotganda, qurilmaning harorati ma'lum darajada ko'tariladi va radiatsiya va o'tkazuvchanlik orqali optik tolali halqaga ta'sir qiladi. Optik tolali halqaga haroratning ta'sirini hal qilish uchun tizim fotoelektrik ajratishdan foydalanadi. optik tolali gyroskop, shu jumladan optik yo'l tuzilishi va sxema tuzilishi, ikki turdagi tuzilmani mustaqil ajratish, tolalar va to'lqinli chiziqli aloqa o'rtasida. Tolali issiqlik uzatish sezgirligiga ta'sir qiluvchi yorug'lik manbai qutisidan issiqlikdan saqlaning.

3. Quvvat yoqilganda o'zini o'zi aniqlash dizayni

Optik tolali gyro strapdown navigatsiya tizimi inertial qurilmada elektr samaradorligini o'z-o'zini tekshirish funktsiyasiga ega bo'lishi kerak. Navigatsiya tizimi transpozitsiya mexanizmisiz sof strapdown o'rnatishni qabul qilganligi sababli, inertial qurilmalarning o'z-o'zini sinovi ikki qismda statik o'lchov bilan yakunlanadi, ya'ni , qurilma darajasida o'z-o'zini tekshirish va tizim darajasida o'z-o'zini tekshirish, tashqi transpozitsiyani qo'zg'atmasdan.

ERDI TECH LTD. Xususiy texnika bo'yicha yechimlar