為進(jìn)一步研究慣性導(dǎo)航系統(tǒng),介紹1種具有高精度、高穩(wěn)定性、長使用壽命的固態(tài)振動(dòng)陀螺:給出半球諧振陀螺的結(jié)構(gòu)和工作原理;闡述其國內(nèi)外發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用;最后分析半球諧振陀螺在海洋導(dǎo)航定位中的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展趨勢。 

【文章來源】：導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2020,8(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

國防科大研制的微半球諧振陀螺樣機(jī)

BLUENAUTE系列慣導(dǎo)系統(tǒng)

法國的半球諧振陀螺研制，在全球?qū)儆陬I(lǐng)先地位，代表性的公司為法國賽峰公司，其集團(tuán)旗下的薩基姆（Sagem）公司自20世紀(jì)90年代開始研究HRG技術(shù)，之后在半球諧振陀螺關(guān)鍵技術(shù)如諧振子加工、諧振子調(diào)平、高精度控制電路等方面提出技術(shù)方案，如圖4所示。在Sagem公司研制的HRG應(yīng)用方面，2004年模塊化空對(duì)地武器（Armement Air-Sol Modulaire,AASM）“鐵錘（Hammer）”導(dǎo)彈，成功采用了戰(zhàn)術(shù)級(jí)慣性測量單元進(jìn)行導(dǎo)航。這得益于HRG的精度高，慣性測量單元能在GPS信號(hào)拒止的環(huán)境中運(yùn)行，截至2017年底，該項(xiàng)目已經(jīng)采購了4 000多個(gè)HRG[26]。Sagem公司研制的Regys 20半球諧振陀螺，其隨機(jī)零偏優(yōu)于0.01(°)/h，角度隨機(jī)游走達(dá)到0.000 1(°)/h0.5，比例因子誤差為5×10-6[27]。2007年，法國空間客車-4000(Spacebus-4000)衛(wèi)星平臺(tái)、歐洲新一代通信衛(wèi)星平臺(tái)Alphabus等空間項(xiàng)目均使用Regys 20;2012年，BlueNaute系列HRG成功應(yīng)用到各種艦船；2013年，SKyNaute系列HRG在商用航空領(lǐng)域得到應(yīng)用；2016年，Sagem推出了基于HRG的慣性測量裝置(inertial measurement unit,IMU）系列（PRIMUS)[19],PRIMUS配備3個(gè)HRG和3個(gè)高穩(wěn)定性微機(jī)電系統(tǒng)(microelectromechanical systems,MEMS）加速度計(jì)，PRIMUS的設(shè)計(jì)針對(duì)北向?qū)?yōu)進(jìn)行優(yōu)化，使PRIMUS的航向的均方根差（root mean square,RMS）達(dá)到了0.025 mm[28]。2017年，Sagem公司在捷聯(lián)式INS內(nèi)集成了HRG，其測試結(jié)果表明，HRG在2 000 h內(nèi)的隨機(jī)零偏優(yōu)于0.000 1(°)/h[29];2018年推出了基于HRG Crystal的純慣性導(dǎo)航儀ONYX,ONYX被認(rèn)為是目前世界上最小、最準(zhǔn)確和最可靠的純慣性導(dǎo)航儀[30]。ONYX由3個(gè)HRG Crystal、3個(gè)A600擺式加速度計(jì)和4個(gè)阻尼器組成，ONYX體積小、質(zhì)量輕、功耗低且具備很高的方位對(duì)準(zhǔn)精度，ONYX的平均故障時(shí)間間隔(mean time between failure,MTBF)大于250 000 h，具有良好的成本、體積、質(zhì)量及功耗（cost,size,weight and power,C+SWaP）性能[31]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半球諧振陀螺發(fā)展的技術(shù)特征[J]. 彭慧,方針,譚文躍,方海斌,嚴(yán)隆輝.  導(dǎo)航定位與授時(shí). 2019(04)
[2]基于FPGA的壓電半球諧振陀螺數(shù)字測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張鈺瑩,張衛(wèi)平,崔峰,劉朝陽,田夢雅,薛冰.  半導(dǎo)體光電. 2019(03)
[3]先進(jìn)微陀螺器件及微慣性測量單元最新研究進(jìn)展[J]. 何杰,樸繼軍,朱玲瑞,袁小平,胡少勤.  壓電與聲光. 2019(03)
[4]石英半球諧振子精密加工技術(shù)探討[J]. 徐志強(qiáng),劉建梅,王振,陳曉磊,陳效真.  導(dǎo)航與控制. 2019(02)
[5]微型化半球陀螺制備工藝發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 莊須葉,王世和,李平華,呂東鋒.  導(dǎo)航與控制. 2019(02)
[6]微半球諧振陀螺技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 石巖,席翔,吳學(xué)忠,肖定邦.  導(dǎo)航與控制. 2019(02)
[7]全角模式半球諧振陀螺振型控制與角度檢測[J]. 于翔宇,張嵐昕,段杰,趙萬良.  導(dǎo)航與控制. 2019(02)
[8]2018年國外慣性技術(shù)發(fā)展與回顧[J]. 薛連莉,戴敏,葛悅濤,陳少春.  飛航導(dǎo)彈. 2019(04)
[9]半球諧振陀螺發(fā)展綜述[J]. 帥鵬,魏學(xué)寶,鄧亮.  導(dǎo)航定位與授時(shí). 2018(06)
[10]微半球諧振陀螺技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 汪紅兵,林丙濤,梅松,江黎,蔣春橋.  微納電子技術(shù). 2017(11)

博士論文
[1]半球諧振陀螺的分析與研究[D]. 高勝利.哈爾濱工程大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于半球諧振陀螺的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 楊倩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3419996