Роль тепловых дрейфов нуля в магнитооптических зеемановских лазерных гироскопах
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0079
Аннотация
В статье рассматривается проблема повышения эффективности работы магнитооптического зеемановского лазерного гироскопа при неблагоприятных воздействиях окружающей среды. Развитие и совершенствование технологии создания этого типа приборов позволяют существенно уменьшить источники их дрейфа нуля с сохранением остальных свойств и эксплуатационных характеристик. В частности, подтвержденная в ходе исследования возможность значительного снижения ключевых управляющих токов гироскопа, таких как токи накачки активной среды и управляющие токи частотной подставки, позволяет повысить измерительную точность как самих гироскопов, так и навигационных систем на их основе.
Об авторах
А. О. СинельниковРоссия
Синельников Антон Олегович. Кандидат технических наук, начальник участка, АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха» (Москва); доцент, Российский университет дружбы народов (Москва).
А. А. Медведев
Россия
Медведев Алексей Александрович. Инженер I категории
Ю. Д. Голяев
Россия
Голяев Юрий Дмитриевич. Доктор технических наук, начальник НПК-470 по лазерной гироскопии, старший научный сотрудник, АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
М. Е. Грушин
Россия
Грушин Михаил Евгеньевич. Кандидат физико-математических наук, начальник отдела.
Д. И. Чекалов
Россия
Чекалов Дмитрий Игоревич. Начальник отдела.
Список литературы
1. Гончаров В.М., Зайцев А.В., Лупанчук В.Ю. Совершенствование методов координатометрии беспилотного летательного аппарата в условиях аномальности (искажения) спутниковых сигна-лов // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. №4. С. 206–221. DOI: 10.34759/ vst-2020-4-206-221.
2. Погосян М.А., Верейкин А.А. Управление положением и движением летательных аппаратов в системах автоматической посадки: Аналитический обзор // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 3. С. 7–22. DOI: 10.34759/vst-2020-3-7-22.
3. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009. 280 с.
4. Баженов Н.Г., Филина О.А., Озерова Е.Ю. Использование одноосного гиростабилизатора для системы гироскопической стабилизации в автономных системах управления // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. №4. С. 202.
5. Gibson, C., Flueckiger, K., Hopkins, R., Barbour, N., Demonstrating practical inertial navigation: The beginnings and beyond, AIAA Guidance, Navigation, and Control (GNC) Conference, 2013.
6. Lukyanov, D., Filatov, Yu., Golyaev, Yu., Schreiber, K.-U., Perlmutter, M. 50th anniversary of the laser gyro, 20th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, Proceedings, 2013, pp. 36–49.
7. Aronowitz, F., The laser gyro-tutorial review, Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, 1978, 157, pp. 2–6.
8. Barbour, N., Schmidt, G., Inertial sensor technology trends, Sensors, 2001, 1(4), pp. 332–339.
9. Merzlikin, A.M., Puzko, R.S., Mode locking suppression in a magneto-optical gyro, Scientific Reports, 2020, 10(1), 19490.
10. Jie Zheng, Xinyong Dong, Peng Zu, Junhua Ji, Haibin Su, and Perry Ping Shum, Intensity-modulated magnetic field sensor based on magnetic fluid and optical fiber gratings, Applied Physics Letters, 2013, vol. 103, issue 18, id. 183511 (4 pages).
11. Peng Zu, Chi Chiu Chan, Tianxun Gong, Yongxing Jin, Wei Chang Wong, and Xinyong Dong, Magneto-optical fiber sensor based on bandgap effect of photonic crystal fiber infiltrated with magnetic fluid, Applied Physics Letters, 2012, vol. 101, issue 24, id. 241118 (4 pages).
12. Guerrero, H., Pérez del Real, R., Fernández de Caleya, R., and Rosa, G., Magnetic field biasing in Faraday effect sensors, Applied Physics Letters, 1999, vol. 74, issue 24, id. 3702.
13. Азарова В.В., Голяев Ю.Д., Савельев И.И. Зеемановские лазерные гироскопы // Квантовая электроника, 2015. Т. 45. № 2. С. 171–179.
14. Belov, A.V., Solovieva, T.I., Intellectual Ring Laser Quality Control System – Key Component of Ring Lasers Science-Based Production, Procedia Computer Science, 2016, 96, pp. 456–464.
15. Kuznetsov, E., Golyaev, Y., Kolbas, Y., Soloveva, T., Kurdybanskaia, A., The method of intelligent computer simulation of laser gyros behavior under vibrations to ensure their reliability and cost-effective development and production, Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, 2020, 11523, 115230B.
16. Wu F., Zhang M.-H., Fu X., Guo X., Wang J.-L., Wang J.-X., Design of ac laser frequency stabilization system for space three-axis mechanical dithering laser gyro // Zhongguo Guanxing Jishu Xuebao. 2017. Т. 25. № 2. С. 265-268.
17. Passaro, V.M.N., Cuccovillo, A., Vaiani, L., De Carlo, M., Campanella, C.E., Gyroscope Technology and Applications: A Review in the Industrial Perspective, Sensors, 2017, 17(10), 2284; https://doi. org/10.3390/s17102284.
18. Kuznetsov, E., Kolbas, Y., Kofanov, Y., Kuznetsov, N., Soloveva, T., Method of Computer Simulation of Thermal Processes to Ensure the Laser Gyros Stable Operation, Mechanisms and Machine Science, 2020, 75, pp. 295–299.
19. Jun Weng, Xiaoyun Bian, Ke Kou, Tianhong Lian, Optimization of Ring Laser Gyroscope Bias Compensation Algorithm in Variable Temperature Environment, Sensors, 2020, 20(2), 377; https://doi. org/10.3390/s20020377.
20. Chen Yang, Yuanwen Cai, Chaojun Xin, Meiling Shi, Research on temperature error compensation method of vehicle-mounted laser gyro SINS, Journal of Physics Conference Series, 2021, 1885(4):042020, doi:10.1088/1742-6596/1885/4/042020.
21. Колбас Ю.Ю., Грушин M.E., Горшков В.Н. Немагнитная составляющая смещения нуля зеемановского лазерного гироскопа // Квантовая электроника, 2018. Т. 48. № 3. С. 283–289.
22. Колбас Ю.Ю., Савельев И.И., Хохлов Н.И. Влияние внешних и внутренних магнитных полей на стабильность смещения нуля зеемановского лазерного гироскопа // Квантовая электроника, 2015.Т. 45. №6. С. 573–581.
23. Savelyev, I., Sinel’nikov, A., The influence of the pumping current on the zeeman laser rotation sensors output parameters, 22nd Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, Proceedings, 2015, pp. 421–424.
24. Синельников А.О., Савельев И.И., Медведев А.А. Снижение тока накачки в зеемановских лазерных датчиках угловой скорости // Физическое образование в вузах. 2018. Т. 24. №1. С. 228–230.
25. Golyaev, Y.D., Zapotylko, N.R., Nedzvetskaya, A.A., Sinelnikov, A.O., Tikhmenev, N.V., Laser gyros with increased time of continuous operation, 18th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, Proceedings, 2011, p. 53.
26. Голяев Ю.Д., Запотылько Н.Р., Недзвецкая, А.А., Синельников А.О., Тихменев Н.В. Термо- стабильные оптические резонаторы для зеемановских лазерных гироскопов // Оптика и спектро- скопия. 2012. Т. 113. № 2. С. 253–255.
27. Голубев В.Д., Мерзликина Н.Е., Синельников А.О., Грушин М.Е., Сухов Е.В. Ресурсные испытания зеемановских лазерных датчиков угловых скоростей // Известия Тульского государ- ственного университета. Технические науки. 2020. №1. С. 78–83.
Рецензия
Для цитирования:
Синельников А.О., Медведев А.А., Голяев Ю.Д., Грушин М.Е., Чекалов Д.И. Роль тепловых дрейфов нуля в магнитооптических зеемановских лазерных гироскопах. Гироскопия и навигация. 2021;29(4):46-55. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0079
For citation:
Sinel’nikov A.O., Medvedev A.A., Golyaev Yu.D., Grushin M.E., Chekalov D.I. Thermal Zero Drifts in Magneto-Optical Zeeman Laser Gyroscopes. Giroskopiya i Navigatsiya. 2021;29(4):46-55. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0079
Послать статью по эл. почте 