БЕСПЛАТФОРМЕННАЯ ИНЕРЦИАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА НА ГИБРИДНОМ ГИРОСКОПЕ

Бесплатформенная инерциальная навигационная система на гибридном гироскопе состоит из блока чувствительных элементов волоконно-оптического гироскопа, микромеханических датчиков угловых скорости, устройства переключения и обработки данных, акселерометров. Структурная схема представлена на Рис 1. Может иметь - одно, и многоосевую конструкцию.
В нормальных условиях эксплуатации производится определение ориентации бесплатформенной интегральной навигационной системы на гибридном гироскопе и хранение данных с помощью блока волоконно-оптических элементов, который имеет низкий случайный дрейф угловой скорости, например, до 0,01 градуса/час и акселерометров. Это позволяет в устройстве обработки вычислять навигационные данные и выдавать их потребителю с высокой точностью, которая определяется точностью волоконно-оптического контура. В этот момент времени гибридный гироскоп Рис 1. работает как волоконно-оптический гироскоп, состоящий из блока чувствительных элементов на волоконно-оптических контурах, и схемы обработки данных. В навигационной системе задействованы блоки 1, 3, 4 показанные на Рис 1. В случае возникновения ударного механического воздействия на гибридный гироскоп в чувствительном оптическом контуре возникает деформация оптического волокна, что приводит к фазовому сдвигу в оптическом сигнале и, в конечном счете, накоплению ошибки в выдаваемых навигационных данных. Для снижения влияния механической деформации в момент ударного воздействия по сигналу от какого-либо источника (внешнее устройство), по уровню сигнала от акселерометра и/или оптического контура происходит отключение блока волоконно-оптических чувствительных элементов и подается сигнал для обработки данных на короткий промежуток от микромеханических датчиков угловых скоростей.В это период гибридный гироскоп представляет собой гироскоп на микромеханических датчиках (микромеханический гироскоп). Задействованы блоки 2, 3 ,4 см. Рис 1. Эти датчики имеют большую устойчивость к внешним механическим воздействиям большого уровня (до 150 g и выше), но меньшую точность выдаваемых параметров угловой скорости (случайный дрейф угловой скорости 40-100 градусов/час). Расположены они в той же плоскости, что и оптические контуры волоконно-оптического гироскопа, либо под определенным углом к плоскости волоконно-оптических контуров с учетом их ориентации в расчетах, и поэтому выдают те же параметры угловых скоростей, но с меньшей точностью. Поскольку подключение микромеханических датчиков происходит на короткий промежуток времени (например, до 30 миллисекунд) существенного влияния на накопленную ошибку расчета параметров ориентации это переключение не оказывает. По завершению механического ударного воздействия происходит обратное переключение, и гибридный гироскоп работает как волоконно-оптический гироскоп. Таким образом, техническое решение построения гибридного гироскопа позволяет решить проблему устойчивости работы высокоточных бесплатформенных инерциальных навигационных приборов в условиях ударных механических нагрузок большой величины.