НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o161.pdf (1371.04Кб)

УДК 621.375.826:004.942

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В статье исследованы характеристики погрешностей триады лазерных гироскопов с виброподставкой, закрепленных на общей раме БИНС, на продолжительных интервалах измерения в лабораторных условиях методом вариаций Аллана. Проанализированы практические возможности определения параметров вариаций Аллана в массивах выходных данных триады лазерных гироскопов, снятых в реальных лабораторных условиях: при некоторой нестабильности температуры воздуха, наличии вибраций, магнитных, электрических полей и других воздействий. В процессе построения графиков вариаций Аллана выявлены высокая зашумленность вариаций при малом шаге построения и значительный разброс между максимальным и минимальным значением графиков при сдвиге начала отчета на один и более такт съема элементов массива данных. Высокая зашумленность графиков вариаций Аллана является существенной проблемой при идентификации составляющих погрешностей выходного сигнала лазерного гироскопа. Для уменьшения этой зашумленности предложен метод, названный «вычисление средней линии вариаций», который позволяет с высокой точностью идентифицировать составляющие погрешностей, в том числе и при съеме в реальных лабораторных условиях. С целью снижения вычислительной ресурсоемкости предложенного метода разработан алгоритм «случайной выборки временных интервалов». Результаты работы могут применяться на практике для определения составляющих погрешностей не только лазерных гироскопов, но и других приборов с зашумленным выходным сигналом, измеряющих стационарные величины.

1. IEEE Std 952-1997. IEEE Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Single-Axis Interferometric Fiber Optic Gyros.
2. IEEE Std 647-2006. IEEE Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Single-Axis Laser Gyros.
3. IEEE Std 1554-2005. IEEE Recommended Practice for Inertial Sensor Test Equipment, Instrumentation, Data Acquisition, and Analysis.
4. Сирая Т.Н. Вариация Аллана как оценка погрешности измерения // Гироскопия и навигация. 2010. № 2(69). С. 29-36.
5. Кробка Н.И. Дифференциальные методы идентификации структуры шумов гироскопов // Гироскопия и навигация. 2011. № 1(72). С. 59-77.
6. Лунин Б.С., Матвеев В.А., Бассараб М.А. Волновой твердотельный гироскоп. Теория и технология. М.:Радиотехника. 2014. 176 с.
7. Степанов О.А., Челпанов И.Б., Моторин А.В. О точности оценивания постоянной составляющей погрешности датчиков и ее связи с вариацией Аллана // Материалы XXII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. Круглый стол «Методы определения характеристик погрешностей навигационных датчиков» СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2015. С. 485-491.
8. Кробка Н.И. О топологии графиков вариации Аллана и типовых заблуждениях в интерпретации структуры шумов гироскопов // Материалы XXII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. Круглый стол «Методы определения характеристик погрешностей навигационных датчиков». СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2015. С. 457-484.
9. Коркишко Ю.Н., Федоров В.А., Прилуцкий В.Е., Пономарев В.Г., Морев И.В., Обухович Д.В., Федоров И.В., Кробка Н.И. Исследование и идентификация структуры шумов высокоточных волоконно-оптических гироскопов // Материалы XX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2013. С. 32-36.
10. Пылаев Ю.К., Губанов А.Г., Ефремов М.В., Круглов С.А., Романов А.В. Волоконно-оптический гироскоп космического применения - опыт разработки, производства и эксплуатации // Материалы XX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2013. С. 22-31.
11. Кутовой Д.А., Ситников П.В. Некоторые практические вопросы использования вариации Аллана при исследовании бесплатформенного инерциального блока // Навигация и управление движением. Материалы XV конференции молодых ученых. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2013. С. 246-252.
12. Кузнецов А.Г., Молчанов А.В., Чиркин М.В., Измайлов Е.А. Прецизионный лазерный гироскоп для автономной инерциальной навигации // Квантовая Электроника. 2015. Том 45, № 1. C. 78-88.
13. Молчанов А.В., Белокуров В.А., Чиркин М.В., Кошелев В.И., Мишин В.Ю., Морозов Д.А. Прецизионный лазерный гироскоп с цифровым каналом для обработки квадратурных сигналов // Материалы XX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2013. С. 266-273.
14. Головач С.В. Экспериментальное исследование характеристик лазерного гироскопа // Вестник НТУУ «КПИ». Сер. Приборостроение. 2014. Вып.47(1). С.33-38.
15. Бакин Ю.Б., Болотнов С.А., Людомирский М.Б., Алексейченко А.А., Лазерные гироскопы с призмами полного внутреннего отражения // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2007. № 1. С.97-104.
16. Лукьянов Д.П., Филатов Ю.В. 50 лет лазерному гироскопу // Материалы XX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». 2013. С.7-21.
17. Болотнов С.А., Вереникина Н.М., Алексейченко А.А., Бесплатформенная инерциальная навигационная система на лазерных гироскопах // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2007. № 3. С. 37-42.
18. Электрооптика. Режим доступа:http://www.electrooptika.ru/ (Дата обращения 06.04.2016).
19. Андре Анго. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука. 1965. 772 с.
20. Кутовой Д.А., Маслова О.И., Перепелкина С.Ю., Федотов А.А. К вопросу оценки шумовых составляющих измерительного тракта по методу вариации Аллана // Гироскопия и навигация. 2015. №2(89). С.30-39.