БЕСПЛАТФОРМЕННАЯ ИНЕРЦИАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА Российский патент 2017 года по МПК H01S3/83 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области преобразования параметров вращения в электрический сигнал с помощью гироскопов, в которых чувствительным элементом служит кольцевой лазер, и может быть использовано, например, в системах навигации.

Известны бесплатформенные инерциальные навигационные системы, состоящие из блока чувствительных элементов, вычислительной навигационной системы, причем блок чувствительных элементов состоит из блока акселерометров, преобразователя сигналов акселерометров и блока лазерных гироскопов, включающих кольцевой лазер, описанный в патенте US 2008304052 А1, 11.12.2008, состоящий из корпуса планарного оптического резонатора, внутри которого выполнен магистральный канал, проходящий по периметру корпуса. На боковых гранях корпуса установлены отражающие элементы, сообщающиеся с магистральным каналом посредством пазух. По меньшей мере на одном отражающем элементе установлена призма, на которой установлен по меньшей мере один фотоприемник. Кроме того, на боковых гранях корпуса установлены по меньшей мере один катод и по меньшей мере два анода, по меньшей мере один из которых анод-штенгель, причем указанные по меньшей мере один катод и по меньшей мере два анода сообщаются с магистральным каналом посредством пазух. В центральной части корпуса выполнена выемка для установки на элемент, обеспечивающий вращательное движение кольцевого лазера относительно корпуса гироскопа.

Недостатком данной системы является то, что входящий в ее состав кольцевой лазер имеет значительную погрешность из-за явления синхронизации встречных волн, что сказывается на точности лазерного гироскопа. Вызвано это тем, что в его конструкции не предусмотрена возможность увеличения амплитуды раскачки виброподвеса. Эти недостатки приводят к тому, что в такой бесплатформенной инерциальной навигационной системе снижена точность.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании кольцевого лазера, в котором обеспечена возможность увеличения амплитуды раскачки виброподвеса, при этом достигается такой технический результат, как устранение явления синхронизации встречных волн и уменьшение величины случайной компоненты погрешности лазерного гироскопа.

Заявленный технический результат достигается в бесплатформенной инерциальной навигационной системе, состоящей из блока чувствительных элементов, вычислительной навигационной системы, причем блок чувствительных элементов состоит из блока акселерометров, преобразователя сигналов акселерометров и блока лазерных гироскопов, включающих кольцевой лазер, включающий резонатор, состоящий из корпуса, в котором выполнено отверстие для монтажа на виброподвес, причем в корпусе планарного резонатора, внутри которого выполнен магистральный канал, проходящий по периметру корпуса, причем на боковых гранях корпуса установлены отражающие элементы, сообщающиеся с магистральным каналом посредством пазух, по меньшей мере на одном отражающем элементе установлена призма, на которой установлен по меньшей мере один фотоприемник, и по меньшей мере на одном отражающем элементе установлен пьезодвигатель, кроме того, на боковых гранях корпуса установлены один катод, два анода, один из которых анод-штенгель, причем указанные один катод и два анода сообщаются с магистральным каналом посредством пазух, а также виброподвес, обеспечивающий раскачку кольцевого лазера за счет изгибных колебаний плоских пружин опоры, информационного и мощностного фотоприемников, пьезоэлектрического преобразователя и смесительной призмы. В корпусе кольцевого лазера, в стенках отверстия для крепления корпуса резонатора на виброподвес, выполнены четыре паза, расположенные таким образом, что обеспечивается крепление плоских пружин опоры в упомянутых пазах.

Фиг. 1 - корпус кольцевого резонатора.

Фиг. 2 - кольцевой лазер.

Бесплатформенная инерциальная навигационная система, состоящая из блока чувствительных элементов, вычислительной навигационной системы, причем блок чувствительных элементов состоит из блока акселерометров, преобразователя сигналов акселерометров и блока лазерных гироскопов, включающих кольцевой лазер.

Кольцевой лазер состоит из резонатора, виброподвеса, обеспечивающего раскачку кольцевого лазера за счет изгибных колебаний плоских пружин опоры, информационного и мощностного фотоприемников, пьезоэлектрического преобразователя и смесительной призмы.

В корпусе резонатора выполнено отверстие для монтажа на виброподвес, внутри выполнен магистральный канал, проходящий по периметру корпуса, причем на боковых гранях корпуса установлены отражающие элементы, сообщающиеся с магистральным каналом посредством пазух, по меньшей мере на одном отражающем элементе установлена призма, на которой установлен по меньшей мере один фотоприемник, и по меньшей мере на одном отражающем элементе установлен пьезодвигатель, кроме того, на боковых гранях корпуса установлены один катод, два анода, один из которых анод-штенгель, причем указанные один катод и два анода сообщаются с магистральным каналом посредством пазух,

Благодаря выполнению в корпусе кольцевого лазера, в стенках отверстия для крепления корпуса резонатора на виброподвес, четырех пазов 1, расположенных таким образом, что обеспечивается крепление плоских пружин опоры 2 в упомянутых пазах 1, достигается возможность увеличения длины плоских пружин опоры 2, что в свою очередь позволяет увеличить амплитуду раскачки виброподвеса и устранить явление синхронизации встречных волн и уменьшить величину случайной компоненты погрешности лазерного гироскопа, а соответственно увеличить точность полезного выходного сигнала системы в целом.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области преобразования параметров вращения в электрический сигнал с помощью гироскопов, в которых чувствительным элементом служит кольцевой лазер, и может быть использовано, например, в системах навигации. Бесплатформенная инерциальная навигационная система, состоящая из блока чувствительных элементов, вычислительной навигационной системы, причем блок чувствительных элементов состоит из блока акселерометров, преобразователя сигналов акселерометров и блока лазерных гироскопов, включающих кольцевой лазер. Кольцевой лазер состоит из резонатора, виброподвеса и фотоприемника, пьезоэлектрического преобразователя и смесительной призмы. Благодаря выполнению в корпусе кольцевого лазера, в стенках отверстия для крепления корпуса резонатора на виброподвес, четырех пазов, расположенных таким образом, что обеспечивается крепление плоских пружин опоры в упомянутых пазах, достигается возможность увеличения длины плоских пружин опоры, что в свою очередь позволяет увеличить амплитуду раскачки виброподвеса, а соответственно устранить явление синхронизации встречных волн и уменьшить величину случайной компоненты погрешности лазерного гироскопа. 2 ил.

Бесплатформенная инерциальная навигационная система, состоящая из блока чувствительных элементов, вычислительной навигационной системы, причем блок чувствительных элементов состоит из блока акселерометров, преобразователя сигналов акселерометров и блока лазерных гироскопов, включающих кольцевой лазер, включающий резонатор, состоящий из корпуса, в котором выполнено отверстие для монтажа на виброподвес, причем в корпусе планарного резонатора внутри которого выполнен магистральный канал, проходящий по периметру корпуса, причем на боковых гранях корпуса установлены отражающие элементы, сообщающиеся с магистральным каналом посредством пазух, по меньшей мере на одном отражающем элементе установлена призма, на которой установлен по меньшей мере один фотоприемник, и по меньшей мере на одном отражающем элементе установлен пьезодвигатель, кроме того, на боковых гранях корпуса установлены один катод, два анода, один из которых анод-штенгель, причем указанные один катод и два анода сообщаются с магистральным каналом посредством пазух, виброподвеса, обеспечивающего раскачку кольцевого лазера за счет изгибных колебаний плоских пружин опоры, информационного и мощностного фотоприемников, пьезоэлектрического преобразователя и смесительной призмы, отличающаяся тем, что в корпусе кольцевого лазера, в стенках отверстия для крепления корпуса резонатора на виброподвес, выполнены четыре паза, расположенные таким образом, что обеспечивается крепление плоских пружин опоры в упомянутых пазах.