半球諧振陀螺在海洋導航定位中的應用
發(fā)布時間：2021-10-05 15:07
為進一步研究慣性導航系統(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)狀和實際應用;最后分析半球諧振陀螺在海洋導航定位中的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展趨勢。
【文章來源】：導航定位學報. 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
BLUENAUTE系列慣導系統(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，其集團旗下的薩基姆（Sagem）公司自20世紀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應用方面，2004年模塊化空對地武器（Armement Air-Sol Modulaire,AASM）“鐵錘（Hammer）”導彈，成功采用了戰(zhàn)術(shù)級慣性測量單元進行導航。這得益于HRG的精度高，慣性測量單元能在GPS信號拒止的環(huán)境中運行，截至2017年底，該項目已經(jīng)采購了4 000多個HRG[26]。Sagem公司研制的Regys 20半球諧振陀螺，其隨機零偏優(yōu)于0.01(°)/h，角度隨機游走達到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、歐洲新一代通信衛(wèi)星平臺Alphabus等空間項目均使用Regys 20;2012年，BlueNaute系列HRG成功應用到各種艦船；2013年，SKyNaute系列HRG在商用航空領(lǐng)域得到應用；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HRG和3個高穩(wěn)定性微機電系統(tǒng)(microelectromechanical systems,MEMS）加速度計，PRIMUS的設計針對北向?qū)?yōu)進行優(yōu)化，使PRIMUS的航向的均方根差（root mean square,RMS）達到了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)的隨機零偏優(yōu)于0.000 1(°)/h[29];2018年推出了基于HRG Crystal的純慣性導航儀ONYX,ONYX被認為是目前世界上最小、最準確和最可靠的純慣性導航儀[30]。ONYX由3個HRG Crystal、3個A600擺式加速度計和4個阻尼器組成，ONYX體積小、質(zhì)量輕、功耗低且具備很高的方位對準精度，ONYX的平均故障時間間隔(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】：
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,嚴隆輝. 導航定位與授時. 2019(04)
[2]基于FPGA的壓電半球諧振陀螺數(shù)字測控系統(tǒng)設計[J]. 張鈺瑩,張衛(wèi)平,崔峰,劉朝陽,田夢雅,薛冰. 半導體光電. 2019(03)
[3]先進微陀螺器件及微慣性測量單元最新研究進展[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,劉建梅,王振,陳曉磊,陳效真. 導航與控制. 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. 導航與控制. 2019(02)
[6]微半球諧振陀螺技術(shù)研究進展[J]. 石巖,席翔,吳學忠,肖定邦. 導航與控制. 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. 飛航導彈. 2019(04)
[9]半球諧振陀螺發(fā)展綜述[J]. 帥鵬,魏學寶,鄧亮. 導航定位與授時. 2018(06)
[10]微半球諧振陀螺技術(shù)研究進展[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 2008
碩士論文
[1]基于半球諧振陀螺的慣性導航系統(tǒng)研究[D]. 楊倩.哈爾濱工業(yè)大學 2007
本文編號：3419996
【文章來源】：導航定位學報. 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
BLUENAUTE系列慣導系統(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，其集團旗下的薩基姆（Sagem）公司自20世紀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應用方面，2004年模塊化空對地武器（Armement Air-Sol Modulaire,AASM）“鐵錘（Hammer）”導彈，成功采用了戰(zhàn)術(shù)級慣性測量單元進行導航。這得益于HRG的精度高，慣性測量單元能在GPS信號拒止的環(huán)境中運行，截至2017年底，該項目已經(jīng)采購了4 000多個HRG[26]。Sagem公司研制的Regys 20半球諧振陀螺，其隨機零偏優(yōu)于0.01(°)/h，角度隨機游走達到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、歐洲新一代通信衛(wèi)星平臺Alphabus等空間項目均使用Regys 20;2012年，BlueNaute系列HRG成功應用到各種艦船；2013年，SKyNaute系列HRG在商用航空領(lǐng)域得到應用；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HRG和3個高穩(wěn)定性微機電系統(tǒng)(microelectromechanical systems,MEMS）加速度計，PRIMUS的設計針對北向?qū)?yōu)進行優(yōu)化，使PRIMUS的航向的均方根差（root mean square,RMS）達到了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)的隨機零偏優(yōu)于0.000 1(°)/h[29];2018年推出了基于HRG Crystal的純慣性導航儀ONYX,ONYX被認為是目前世界上最小、最準確和最可靠的純慣性導航儀[30]。ONYX由3個HRG Crystal、3個A600擺式加速度計和4個阻尼器組成，ONYX體積小、質(zhì)量輕、功耗低且具備很高的方位對準精度，ONYX的平均故障時間間隔(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】：
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,嚴隆輝. 導航定位與授時. 2019(04)
[2]基于FPGA的壓電半球諧振陀螺數(shù)字測控系統(tǒng)設計[J]. 張鈺瑩,張衛(wèi)平,崔峰,劉朝陽,田夢雅,薛冰. 半導體光電. 2019(03)
[3]先進微陀螺器件及微慣性測量單元最新研究進展[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,劉建梅,王振,陳曉磊,陳效真. 導航與控制. 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. 導航與控制. 2019(02)
[6]微半球諧振陀螺技術(shù)研究進展[J]. 石巖,席翔,吳學忠,肖定邦. 導航與控制. 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. 飛航導彈. 2019(04)
[9]半球諧振陀螺發(fā)展綜述[J]. 帥鵬,魏學寶,鄧亮. 導航定位與授時. 2018(06)
[10]微半球諧振陀螺技術(shù)研究進展[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 2008
碩士論文
[1]基于半球諧振陀螺的慣性導航系統(tǒng)研究[D]. 楊倩.哈爾濱工業(yè)大學 2007
本文編號：3419996
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