文章编号:1002-2082(2010)01-0114-04
用 单 轴 转 台 标 定 光 纤 陀 螺 捷 联 系 统 的 方 法
陈宇中, 张 伟, 胡永明
(国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073)
摘
摘摘
摘
要
要要
要:
::
: 针对以六面体作为安装支架的三轴光纤陀螺捷联系统, 提出了一种用单轴转台作为标定
设备的低成本标定方法。 六面体支架有 3 个面为未安装陀螺的平面, 需用游标量角器量出这 3 个
面的相互夹角, 并根据这 3 个面建立机体坐标系, 在该坐标系下给出了陀螺输出模型。 标定时依
次将六面体的3 个平面贴于单轴转台的台面进行标定实验, 推导了光纤陀螺标度因数和安装误差
的求解公式。 对标定的精度进行了分析, 并与传统的方法对比做了实验验证, 结果表明该方法可
满足系统要求。
关
关关
关键
键键
键词
词词
词:
::
: 光纤陀螺; 捷联系统; 单轴转台; 标定
中图分类号:
T N
253;
U
666.12 文献标志码:
A
C alibrating FO G SIN S by single axis table
CHEN Y u
-
zhong
,
ZHA N G W ei
,
HU Yong
-
m ing
(
College of Optoelectronic Science and Engineering
,
National U niversity of Defense T echnology
,
Changsha
410073,
China
)
A bstract
:
A low cost calibration m ethod for fiber optic gyroscope
(
FOG
)
strapdow n inert ial
navig ation syst em
(
SIN S
)
by sing le ax is table w as studied w ith t he system installed in a
hex ahedron
.
T here are t hree em pty surfaces w ithout F OG in t he hex ahedron
,
so angle betw een
three surfaces w as m easured by nonius protractor
.
A body reference fram e w as established
according to the three surfaces
,
and the output m odel of FOG w as g iven
.
During the calibration
,
three surfaces of the hex ahedron w ere put on the surface of single ax is table in t urn
.
Calculation
form ula of FOG
’
s scale fact or and m ount ing m isalignm ent w as deduced
.
T he accuracy of the
calibrat ion w as discussed
,
and test experim ent w as done
.
T he result show s the system
requirem ent is met
.
K ey w ords
:
fiber optic g yroscope
;
st rapdow n inert ial navigation syst em
;
single axis t able
;
calibrat ion
引言
光 纤陀螺是一种基于
Sagnac
原理的光纤角速
度传感器,是近二三十年迅速发展起来的一种光学
陀螺仪
[1-3 ]
。 光纤陀螺具有体积小、质量轻、成本低、
全固态结构、抗冲击等突出优点。 由 3 个单轴光纤
陀螺以正交捷联安装方式构成的捷联系统可广泛
应用于姿态测量、平台稳定、形变检测、导航、制导
等诸多领域。
与激光陀螺相比,光纤陀螺是一种低成本、低
精度的陀螺,因此光纤陀螺捷联系统的标定方法与
激光陀螺捷联系统有所不同。激光陀螺捷联系统多
用于精度要求为 1 海里/
h
的惯性导航仪,其所 用
激光陀螺零偏为 0.01°/
h
,标度因数精度高于 10
- 5
安装误差的标定精度通常要求达到 5″甚至更高
[4]
,
收稿日期:2009-08-25; 修回日期:2009-09-27
作者简介:陈宇中(1975-),男,福建连江人,讲师,博士研究生,主要从事光纤陀螺技术及其应用的研究工作。
2010 年 1 月
Journal of A pplied Optics
Jan.2010