gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0092gyroscopy-82Research ArticleСтатьиМетод компенсации температурного дрейфа волоконно-оптического гироскопа с использованием корреляционных связей между показаниями гироскопа и нескольких датчиков температурыA Method for Fiber Optic Gyroscope Temperature Drift Compensation Using Correlations between the Readings of the Gyroscope and Several Temperature Sensorshttps://orcid.org/0000-0002-6677-9999НикифоровскийД. А.NikiforovskiiD. A.

Никифоровский Данила Алексеевич. Инженер-исследователь

С.-Петербург

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0003-1557-8035ДейнекаИ. Г.DeynekaI. G.

Дейнека Иван Геннадьевич. Кандидат технических наук, доцент, заведующий лабораторией моделирования и программирования

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0002-2047-5738ШарковИ. А.SharkovI. A.

Шарков Илья Александрович. Кандидат технических наук, ассистент института «Высшая инженерная школа»

St. Petersburg

https://orcid.org/0000-0003-3470-1000МешковскийИ. К.MeshkovskyI. K.

Мешковский Игорь Касьянович. Доктор технических наук, профессор, директор Научно-исследовательского центра световодной фотоники

St. Petersburg

Университет ИТМОРоссияITMO UniversityRussian Federation2022190520253027180Copyright © Никифоровский Д.А., Дейнека И.Г., Шарков И.А., Мешковский И.К., 20252025Никифоровский Д.А., Дейнека И.Г., Шарков И.А., Мешковский И.К.Nikiforovskii D.A., Deyneka I.G., Sharkov I.A., Meshkovsky I.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/82

Рассматривается задача компенсации температурного дрейфа волоконно-оптического гироскопа при наличии показаний нескольких распределенных по контуру гироскопа датчиков температуры. Предложен алгоритм обработки показаний датчиков в виде взвешенной суммы значений температуры и ее производной.

Приведены результаты сопоставления предложенного алгоритма с алгоритмом, использующим осредненные показания датчиков. Показано, что предложенный алгоритм обеспечивает повышение точности компенсации дрейфа до 50%.

The paper discusses the problem of temperature drift compensation in a fiber-optic gyroscope, using a number of temperature sensors distributed along the gyroscope coil. An algorithm is proposed for processing the sensors’ data in the form of weighted sum of temperature values and its derivative. The results of the proposed algorithm comparison with an algorithm that uses averaged readings of sensors are presented. It is shown that the proposed algorithm increases the compensation accuracy up to 50%.

волоконно-оптический гироскоптермокомпенсациядатчики температурыfiber-optic gyroscopethermal compensationtemperature sensorsРабота выполнена при финансовой поддержке программы «Приоритет 2030».ReferencesLefevre, H.C., The Fiber Optic Gyroscope, Boston, MA, USA, Artech House, 2014, pp. 8–14.Lefevre, H.C., The Fiber Optic Gyroscope, Boston, MA, USA, Artech House, 2014, pp. 8–14.Унтилов А.А., Егоров Д.А., Рупасов А.В., Новиков Р.Л., Нефоросный С.Т., Азбелева М.П., Драницына Е.В. Результаты испытаний волоконно-оптического гироскопа // Гироскопия и навигация. 2017. Т. 25. № 3 (98). C. 78–85. DOI 10.17285/0869-7035.2017.25.3.078-085.Унтилов А.А., Егоров Д.А., Рупасов А.В., Новиков Р.Л., Нефоросный С.Т., Азбелева М.П., Драницына Е.В. Результаты испытаний волоконно-оптического гироскопа // Гироскопия и навигация. 2017. Т. 25. № 3 (98). C. 78–85. DOI 10.17285/0869-7035.2017.25.3.078-085.Wang, G., Wang, Q., Zhao, B., Wang, Z., Compensation method for temperature error of fiber optical gyroscope based on relevance vector machine, Appl. Opt., 2016, vol. 55, pp. 1061–1066.Wang, G., Wang, Q., Zhao, B., Wang, Z., Compensation method for temperature error of fiber optical gyroscope based on relevance vector machine, Appl. Opt., 2016, vol. 55, pp. 1061–1066.Кубланова И.Л., Шулепов В.А., Куликов А.В. Исследование интерферометрического волоконно-оптического гироскопа с модулятором двулучепреломления // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29 №4. С. 134–142. DOI 10.17285/0869-7035.0081.Кубланова И.Л., Шулепов В.А., Куликов А.В. Исследование интерферометрического волоконно-оптического гироскопа с модулятором двулучепреломления // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29 №4. С. 134–142. DOI 10.17285/0869-7035.0081.Vahrameev, E.I., Galyagin, K.S., Oshivalov, M.A., Savin, M.A., Method of numerical prediction and correction of thermal drift of the fiber-optic gyro, Izv. vuzov. Priborostroenie, 2017, vol. 60, pp. 32–38.Vahrameev, E.I., Galyagin, K.S., Oshivalov, M.A., Savin, M.A., Method of numerical prediction and correction of thermal drift of the fiber-optic gyro, Izv. vuzov. Priborostroenie, 2017, vol. 60, pp. 32–38.Климкович Б.В. Влияние случайной погрешности температурных датчиков на качество температурной компенсации смещения нуля ВОГ нейронной сетью // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. №4 (111), C. 53–70. DOI 10.17285/0869-7035.0049.Климкович Б.В. Влияние случайной погрешности температурных датчиков на качество температурной компенсации смещения нуля ВОГ нейронной сетью // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. №4 (111), C. 53–70. DOI 10.17285/0869-7035.0049.Dranitsyna, E., Gontar, D.A., Compensation for the Temperature Dependence of the Fog Output Signal, International Workshop Navigation and Motion Control (NMC 2021), IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2022, vol. 1215 (2022), no. 012003, pp. 1–5.Dranitsyna, E., Gontar, D.A., Compensation for the Temperature Dependence of the Fog Output Signal, International Workshop Navigation and Motion Control (NMC 2021), IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2022, vol. 1215 (2022), no. 012003, pp. 1–5.IEEE Standard Specifying and Testing Single-Axis Interferometric Fiber Optic Gyros, IEEE Std 952-2020 (Revision of IEEE Std 952-1997).IEEE Standard Specifying and Testing Single-Axis Interferometric Fiber Optic Gyros, IEEE Std 952-2020 (Revision of IEEE Std 952-1997).Song, R., Chen, X., Analysis of fiber optic gyroscope vibration error based on improved local mean decomposition and kernel principal component analysis, Applied Optics, 2017, vol. 56, no.8, pp. 2265–2272.Song, R., Chen, X., Analysis of fiber optic gyroscope vibration error based on improved local mean decomposition and kernel principal component analysis, Applied Optics, 2017, vol. 56, no.8, pp. 2265–2272.Nikiforovskii, D., Smirnov, D., Deyneka, I., Nikitenko, A., Rupasov, A., The investigation of FOG output signal dependency on environment temperature at high rates of temperature change, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, no. 012009.Nikiforovskii, D., Smirnov, D., Deyneka, I., Nikitenko, A., Rupasov, A., The investigation of FOG output signal dependency on environment temperature at high rates of temperature change, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, no. 012009.Hall, D.L., McMullen, S.A.H., Mathematical Techniques in Multisensor Data Fusion, Norwood, MA, USA, Artech House, 2004.Hall, D.L., McMullen, S.A.H., Mathematical Techniques in Multisensor Data Fusion, Norwood, MA, USA, Artech House, 2004.Higham, N.J., Stable iterations for the matrix square root, Numerical Algorithms, 1997, vol. 15, no. 2, pp. 227–242.Higham, N.J., Stable iterations for the matrix square root, Numerical Algorithms, 1997, vol. 15, no. 2, pp. 227–242.Grcar, J.F., Mathematicians of Gaussian elimination, Notices of the American Mathematical Society, 2011, vol. 58, no. 6, pp. 782–7929.Grcar, J.F., Mathematicians of Gaussian elimination, Notices of the American Mathematical Society, 2011, vol. 58, no. 6, pp. 782–7929.Dereniowski, D., Kubale, M., Cholesky Factorization of Matrices in Parallel and Ranking of Graphs, 5th International Conference on Parallel Processing and Applied Mathematics, Lecture Notes on Computer Science, 2004, vol. 3019, pp. 985–992.Dereniowski, D., Kubale, M., Cholesky Factorization of Matrices in Parallel and Ranking of Graphs, 5th International Conference on Parallel Processing and Applied Mathematics, Lecture Notes on Computer Science, 2004, vol. 3019, pp. 985–992.Golub, G.H., Van Loan, C.F., Matrix Computations (3rd ed.), Baltimore, MD, USA, Johns Hopkins University Press, 1996.Golub, G.H., Van Loan, C.F., Matrix Computations (3rd ed.), Baltimore, MD, USA, Johns Hopkins University Press, 1996.Parlett, B.N., The QR algorithm, Computing Sci. Eng., 2000, vol. 2, pp. 38–42.Parlett, B.N., The QR algorithm, Computing Sci. Eng., 2000, vol. 2, pp. 38–42.Dhillon, I., Parlett, B.N., Vomel, C., The Design and Implementation of the MRRR Algorithm, ACM Transactions on Mathematical Software, 2006, vol. 32, no. 4.Dhillon, I., Parlett, B.N., Vomel, C., The Design and Implementation of the MRRR Algorithm, ACM Transactions on Mathematical Software, 2006, vol. 32, no. 4.Meshkovskij I.K., Miroshnichenko G.P., Strigalev V.E., Rupasov A.V., Sharkov I.A., Influence of Thermal Effect on Performances of the Fiber Optic Gyroscope, 21st Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, Proceedings, 2014, pp. 243–245.Meshkovskij I.K., Miroshnichenko G.P., Strigalev V.E., Rupasov A.V., Sharkov I.A., Influence of Thermal Effect on Performances of the Fiber Optic Gyroscope, 21st Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, Proceedings, 2014, pp. 243–245.Рупасов А.В.Рупасов А.В. Исследование метода локального температурного воздействия и его применениеИсследование метода локального температурного воздействия и его применение для компенсации дрейфа волоконно-оптического гироскопа. Дисс. ... к.т.н. СПб.: Университетдля компенсации дрейфа волоконно-оптического гироскопа. Дисс. ... к.т.н. СПб.: Университет ИТМО, 2014. 135 с.ИТМО, 2014. 135 с.Рупасов А.В.Рупасов А.В. Исследование метода локального температурного воздействия и его применениеИсследование метода локального температурного воздействия и его применение для компенсации дрейфа волоконно-оптического гироскопа. Дисс. ... к.т.н. СПб.: Университетдля компенсации дрейфа волоконно-оптического гироскопа. Дисс. ... к.т.н. СПб.: Университет ИТМО, 2014. 135 с.ИТМО, 2014. 135 с.Смирнов Д.С., Дейнека И.Г., Деветьяров Д.Р., Скляров Ф.В., Мухтубаев А.Б., Востриков Е.В. Оценка задержки детектирования температуры чувствительного элемента волоконно-оптического гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 6. С. 817–822. DOI: 10.17586/2226-1494-2021-21-6-817-822.Смирнов Д.С., Дейнека И.Г., Деветьяров Д.Р., Скляров Ф.В., Мухтубаев А.Б., Востриков Е.В. Оценка задержки детектирования температуры чувствительного элемента волоконно-оптического гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 6. С. 817–822. DOI: 10.17586/2226-1494-2021-21-6-817-822.Wang, W., Chen, X., Temperature drift modeling and compensation of fiber optical gyroscope based on improved support vector machine and particle swarm optimization algorithms, Applied Optics, 2016, vol. 55, no. 23, pp. 6243–6250.Wang, W., Chen, X., Temperature drift modeling and compensation of fiber optical gyroscope based on improved support vector machine and particle swarm optimization algorithms, Applied Optics, 2016, vol. 55, no. 23, pp. 6243–6250.Gao, Y., Guan, L., Wang, T., Sun, Y., A Novel Artificial Fish Swarm Algorithm for Recalibration of Fiber Optic Gyroscope Error Parameters, Sensors, 2015, vol. 2015, no. 15, pp. 10547–10568.Gao, Y., Guan, L., Wang, T., Sun, Y., A Novel Artificial Fish Swarm Algorithm for Recalibration of Fiber Optic Gyroscope Error Parameters, Sensors, 2015, vol. 2015, no. 15, pp. 10547–10568.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.