Чувствительность метода цифровой обработки первичных сигналов лазерного гироскопа к возмущениям входной информации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Сформирована математическая модель для первичных сигналов лазерного гироскопа, которая учитывает связь встречных оптических волн, механическое вращение корпуса лазерного гироскопа и аддитивный шум. Исследована чувствительность к возмущениям входной информации метода вычисления мгновенной фазы Саньяка с компенсацией динамического захвата на базе лазерного гироскопа с гармонической частотной подставкой без ошумления. Для анализа корректности работы метода вычисления мгновенной фазы Саньяка с компенсацией динамического захвата полученные результаты сравниваются с угловой скоростью, найденной в результате аналитического решения дифференциального уравнения лазерного гироскопа с нулевой зоной захвата. Зафиксированы фазовые ошибки между исследуемым и эталонным сигналами угловой скорости вращения лазерного гироскопа. Определено влияние квазибелого шума, изменения значений амплитуд первичных сигналов и сдвига фаз между квадратурными сигналами и сигналом переменной составляющей суммы мощностных сигналов на зарегистрированные отсчеты угловой скорости вращения корпуса лазерного гироскопа.

Об авторах

Михаил Викторович Чиркин

ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина»

Email: chirk.mikhail@yandex.ru
Рязань

Юлия Романовна Иваненко

ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина»

Email: ivanenko.july@yandex.ru
Рязань

Андрей Евгеньевич Серебряков

ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина»

Email: sea89s@yandex.ru
Рязань

Валерий Юрьевич Мишин

ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина»

Email: mishvalera@yandex.ru
Рязань

Алексей Владимирович Молчанов

ПАО «Московский институт электромеханики и автоматики»

Email: a.v.molchanov@mail.ru
Москва

Список литературы

  1. АЗАРОВА В.В., ГОЛЯЕВ Ю.Д., КУЗНЕЦОВ Е.В. Опти-ческие технологии производства лазерных зеркал, раз-работанные в НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха // Инновационные технологии, в электронике и приборо-строении: сборник докладов Российской научно-технической конференции с международным участием, 5–12 апреля 2021. – Москва: МИРЭА – Российский тех-нологический университет. – 2021. – Т. 1. – С. 194–197.
  2. АЗАРОВА В.В., ИЩЕНКО П.И., КУЛАГИН А.В. и др. Особенности получения высокоотражающих интерфе-ренционных лазерных зеркал // XI международная конфе-ренция по фотонике и информационной оптике: сборник научных трудов, 26–28 января 2022. – М.: Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». – 2022. – С. 187–188.
  3. БЕССОНОВ А.С. Виртуальная модель квадратурных сигналов лазерного гироскопа // Измерение, контроль, информатизация: материалы XХ Международной науч-но-технической конференции, 23 мая 2019. – Барнаул: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. – 2019. – С. 15–18.
  4. БОЛОТНОВ А.С. Применение лазерного гироскопа в бесплатформенных инерциальных системах // Политех-нический молодежный журнал. – 2019. – №10(39). – С. 1–9.
  5. ВАРЕНИК А.И., КУДРЯВЦЕВ А.С., САВЕЛЬЕВ И.И. Способ десинхронизации динамических зон на частот-ной характеристике лазерного гироскопа // Патент Рос-сийской Федерации № 2724306 C1. – 2020. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=43903354 (дата обращения 17.12.2023).
  6. ВИТЯЗЕВ С.В., ВАЛУЙСКИЙ Д.В., МИШИН В.Ю. и др. Определение фазы Саньяка в цифровом лазерном гиро-скопе при применении DSP процессора // Навигация и управление летательными аппаратами. – 2021. – №1(32). – С. 22–37.
  7. ДАНИЛОВ А.С., АЗАРОВА В.В. Методы защиты зер-кал лазерных гироскопов от воздействия тлеющего раз-ряда // Оптические технологии, материалы и системы («Оптотех 2022»): сборник докладов конференции, 5–10 декабря 2022. – Москва: МИРЭА – Российский техноло-гический университет. – 2022. – С. 102–113.
  8. КРЕМЕР В.И., ОСИПОВ А.М., ПОЛИКОВСКИЙ Е.Ф. Компенсация погрешностей лазерного гироскопа, вызы-ваемых действием вибрационной частотной подставки // Гироскопия и навигация. – 2001. – №1(32). – С. 14–19.
  9. ПЕТРУХИН Е.А., СИНЕЛЬНИКОВ А.О., ХОХЛОВ И.Н. Способ измерения порога статического захвата в ла-зерном датчике угловой скорости // Патент Российской Федерации № 2762951 C1. – 2021. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=47488527 (дата обращения 20.12.2023).
  10. СЕРЕБРЯКОВ А.Е., ТЕПЦОВ Д.Б., ВИТЯЗЕВ С.В. и др. Алгоритм вычисления фазы Саньяка по квадратурным сигналам кольцевого лазера // Цифровая обработка сиг-налов и ее применение (DSPA-2023): доклады XXV Международной конференции, 29–31 марта 2023. – М: Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. – 2023. – С. 106–109.
  11. ЧИРКИН М.В., СЕРЕБРЯКОВ А.Е., ИВАНЕНКО Ю.Р. и др. Компенсация динамического захвата в кольцевом лазерном гироскопе // Навигация и управление летатель-ными аппаратами. – 2022. – №3(38). – С. 12–27.
  12. ALEKSEEV S.YU., MOROZOV D.A., BORISOV M.V. et al. Technological aspects of precision ring laser production: synchronization threshold measurements in manufacture and operation // Proc. of the 19th Saint Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems (ICINS–2012), 28–30 May 2012. – Saint Petersburg, 2012. – P. 54–56.
  13. ARONOWITZ F. Fundamentals of the ring laser gyro // Optical gyros and their application. – 1999. – P. 3–45.
  14. CHESNOKOV G.I., POLIKOVSKY E.F., MOL-CHANOV A.V. et al. Some ways of improving the technical and operational characteristics of strapdown inertial navi-gation systems // Proc. of the 10th Saint Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems (ICINS–2003), 26–28 May 2003. – Saint Petersburg, 2003. – P. 277–285.
  15. CHIRKIN M.V., MISHIN V.Y., MOROZOV D.A., GOLO-VAN A.A. et al. Filtering output signals of a laser gyro triad // Proc. of the 21st Saint Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems (ICINS–2014), 26–28 May 2014. – Saint Petersburg, 2014. – P. 388–390.
  16. CHIRKIN M.V., MISHIN V.YU., SEREBRYAKOV A.E. et al. Suppression of laser gyroscope random error without dither noising // Proc. of the 30th Saint Petersburg Interna-tional Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS–2023), 29–31 May 2023. – Saint Petersburg, 2023. – P. 225–228.
  17. CHOI W.-S., SHIM K.-M., CHONG K.-H. et al. Sagnac effect compensations and locked states in a ring laser gyro-scope // Sensors (Basel). – 2023. – No. 23(3). – 1718 p.
  18. EFIMOV B.V., KREMER V.I., MOLCHANOV A.V. et al. Compensation of random drift of a laser gyroscope // Proc. of the 8th Saint Petersburg Int. Conf. on Integrated Naviga-tion Systems (ICINS–2001), 28–30 May 2001. – Saint Pe-tersburg, 2001. – P. 113–114.
  19. FYODOROV A.E., ZBOROVSKY V.A., REKUNOV D.A. Estimation of RLG resonator accuracy parameters in the process of production // Proc. of the 21st Saint Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems (ICINS–2014), 28–30 May 2014. – Saint Petersburg, 2014. – P. 303–311.
  20. GOLOVAN А.A., MISHIN V.YU., MOLCHANOV A.V., CHIRKIN M.V. Method for analyzing the influence of the errors induced by the gyroscopic channel of a strapdown INS in the autonomous mode // Journal of computer and sys-tems sciences international. – 2021. – Vol. 60, No. 4. – P. 627–638.
  21. JAE-CHEUL LEE, HYUN-JU CHO, HO-SOON YANG. Zero lock-in implementation by phase wrapping/unwrapping in a ring laser gyroscope // Applied Optics. – 2021. – Vol. 60, No. 34. – P. 10529–10538.
  22. KHOKHLOV I., SINELNIKOV A. A method for measuring the lock-in zone in laser gyro sensors // Proc. of the 28th Saint Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems (ICINS 2021), 31 May – 2 June 2021. – Saint Petersburg, 2021. – P. 1–3.
  23. KUZNETSOV A.G., MOLCHANOV A.V., CHIRKIN M.V. et al. Precise laser gyroscope for autonomous inertial navi-gation // Quantum electronics. – 2015. – Vol. 45, No. 1. – P. 78–88.
  24. MOLCHANOV A.V., BELOKUROV V.A., CHIRKIN M.V. et al. The application of advanced processing technique to the triad of precision laser gyroscopes // Proc. of the 23rd Saint Petersburg International Conference on Integrated Nav-igation Systems (ICINS–2016), 30 May – 1 June 2016. – Saint Petersburg: eedings. – 2016. – P. 120–122.
  25. PETRUKHIN E.A., BESSONOV A.S. A model for the for-mation of complex coupling coefficients in a ring resonator of a laser gyroscope // Quantum Electronics. – 2022. – Vol. 52, No. 4. – P. 391–401.
  26. PETRUKHIN E.A., BESSONOV A.S. Setup for measuring complex coupling parameters in laser gyro ring cavity // Proc. of the 27th Saint Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems (ICINS–2020), 25–27 May 2020. – Saint Petersburg, 2020. – P. 1–3.
  27. SIN-WOO SONG, JA-CHEUL LEE, SUK-KYO HONG et al. New random walk reduction algorithm in ring laser gyro-scopes // Journal of Optics. – 2010. – Vol. 12. – P. 115501–115509.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».