RU2724306C1 - Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of a laser gyroscope - Google Patents

Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of a laser gyroscope Download PDF

Info

Publication number
RU2724306C1
RU2724306C1 RU2020104234A RU2020104234A RU2724306C1 RU 2724306 C1 RU2724306 C1 RU 2724306C1 RU 2020104234 A RU2020104234 A RU 2020104234A RU 2020104234 A RU2020104234 A RU 2020104234A RU 2724306 C1 RU2724306 C1 RU 2724306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplitude
fast
frequency
stand
alternating
Prior art date
Application number
RU2020104234A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Вареник
Аркадий Сергеевич Кудрявцев
Игорь Иванович Савельев
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Priority to RU2020104234A priority Critical patent/RU2724306C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2724306C1 publication Critical patent/RU2724306C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams

Abstract

FIELD: laser engineering.SUBSTANCE: invention relates to laser engineering, particularly, to laser gyroscopy. Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of laser gyroscope includes creation of fast alternating-sign frequency support with amplitude that repeatedly exceeds width of capture zone, and switching period required for functioning of perimeter adjustment system and generation of output information, as well as creation of slow alternating-sign frequency support with period multiple of period of fast frequency support, wherein a slow alternating-sign frequency support is created by modulating the half-period duration of the fast alternating-sign frequency support.EFFECT: simplified temperature calibration of amplitude of frequency support.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии.The invention relates to laser technology, namely to laser gyroscopy.

Известен способ линеаризации частотной характеристики с помощью знакопеременной частотной подставки, имеющей амплитуду много большую ширины полосы синхронизации частот встречных волн лазерного гироскопа [1].A known method of linearizing the frequency response using an alternating frequency stand having an amplitude much greater than the width of the synchronization frequency band of the counterpropagating waves of a laser gyroscope [1].

Недостатком данного способа линеаризации частотной характеристики лазерного гироскопа является наличие остаточных зон синхронизации, называемых динамическими.The disadvantage of this method of linearizing the frequency response of a laser gyro is the presence of residual synchronization zones, called dynamic.

Для уменьшения динамических зон синхронизации применяется либо ошумление знакопеременной частотной подставки [2], либо амплитудная модуляция знакопеременной частотной подставки сигналом с меньшей амплитудой и периодом переключения кратным периоду переключения частотной подставки [3].To reduce the dynamic zones of synchronization, either dithering of the alternating frequency bias [2] or amplitude modulation of the alternating frequency bias by a signal with a lower amplitude and a switching period multiple of the switching period of the frequency bias [3] is used.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающий создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки [3].The closest in technical essence to the proposed method is a method of desynchronization of dynamic zones on the frequency response of a laser gyroscope, including the creation of a fast alternating frequency stand with an amplitude many times greater than the width of the capture zone, and a switching period necessary for the functioning of the perimeter adjustment system and generating output information, as well as the creation of a slow alternating frequency stand with a lower amplitude and a period that is a multiple of the period of switching the frequency of a fast alternating stand [3].

Недостатком данного способа является зависимость амплитуды быстрой и медленной знакопеременной частотной подставки от температуры лазерного гироскопа и различие этих двух зависимостей между собой, что требует калибровки как той, так и другой зависимостей.The disadvantage of this method is the dependence of the amplitude of the fast and slow alternating frequency stands on the temperature of the laser gyroscope and the difference between these two dependencies among themselves, which requires calibration of both one and the other.

Задачей изобретения является упрощение температурной калибровки амплитуды частотной подставки за счет исключения необходимости калибровки амплитуды медленной знакопеременной частотной подставки и исключения ошибки, связанной с калибровкой амплитуды медленного меандра.The objective of the invention is to simplify the temperature calibration of the amplitude of the frequency stand by eliminating the need to calibrate the amplitude of the slow alternating frequency stand and eliminating errors associated with the calibration of the amplitude of the slow meander.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающем создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки, медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки.The problem is solved in that in the known method of desynchronization of dynamic zones on the frequency response of a laser gyroscope, which includes creating a fast alternating frequency stand with an amplitude many times greater than the width of the capture zone, and a switching period necessary for the functioning of the perimeter adjustment system and generating output information, as well as creating a slow alternating frequency stand with a smaller amplitude and a period that is a multiple of the period of switching the frequency of a fast alternating stand, a slow alternating frequency stand is created by modulating the duration of half-periods of a fast alternating frequency stand.

Результирующая зависимость амплитуды частотной подставки от времени, представлена на чертеже, где:The resulting dependence of the amplitude of the frequency stand on time is presented in the drawing, where:

Δtмм - амплитуда модуляции длительности полупериодов быстрой частотной подставки;Δt mm is the amplitude of the modulation of the duration of half-periods of the fast frequency stand;

Абм - амплитуда быстрой частотной подставки;And bm is the amplitude of the fast frequency stand;

Тмм - период медленной знакопеременной частотной подставки;T mm - period of a slow alternating frequency stand;

Тбм - период быстрой знакопеременной частотной подставки.T BM - the period of the fast alternating frequency stand.

Как видно из этой фигуры, на каждом периоде переключения быстрой знакопеременной частотной подставки возникает набег фазы, который определяется разностью длительностей полупериодов 2Δtмм.As can be seen from this figure, at each switching period of a fast alternating frequency stand, a phase incursion occurs, which is determined by the difference in the durations of half-periods of 2Δt mm .

Изменение фазы выходного сигнала гироскопа Δϕмм за период модуляции быстрого знакопеременного сигнала частотной подставки, определяется по формуле (1).The change in the phase of the gyroscope output signal Δϕ mm during the modulation period of the fast alternating signal of the frequency base is determined by the formula (1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Возникающая в этом случае амплитуда медленной частотной подставки Амм равна:The amplitude of the slow frequency stand A mm arising in this case is equal to:

Figure 00000002
Figure 00000002

Поскольку амплитуда медленной частотной подставки Амм определяется однозначно амплитудой быстрой частотной подставки Абм, как показано в выражении (2), данный способ позволяет исключить необходимость температурной калибровки амплитуды медленного меандра. Тем самым упрощается температурная калибровка частотной подставки лазерного гироскопа и исключается ошибка, связанная с дополнительной калибровкой.Since the amplitude of the slow frequency stand A mm is uniquely determined by the amplitude of the fast frequency stand A bm , as shown in expression (2), this method eliminates the need for temperature calibration of the amplitude of the slow meander. This simplifies the temperature calibration of the frequency base of the laser gyroscope and eliminates the error associated with additional calibration.

Оптимальным значением амплитуды модуляции длительности Δtмм полупериодов быстрой частотной подставки является:The optimal value of the modulation amplitude of the duration Δt mm of half-periods of the fast frequency stand is:

Figure 00000003
Figure 00000003

При этом значении Δtмм - амплитуда медленной знакопеременной частотной подставки Амм, равняется

Figure 00000004
в этом случае достигается наиболее эффективная десинхронизация [2].With this value of Δt mm - the amplitude of the slow alternating frequency stand A mm is
Figure 00000004
in this case, the most effective desynchronization is achieved [2].

Данный способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой позволяет упростить температурную калибровку амплитуды частотной подставки лазерного гироскопа за счет исключения необходимости калибровки амплитуды медленной знакопеременной частотной подставки.This method of desynchronization of dynamic zones on the frequency response of a laser gyro with an alternating frequency stand allows you to simplify the temperature calibration of the amplitude of the frequency stand of the laser gyroscope by eliminating the need to calibrate the amplitude of a slow alternating frequency stand.

Источники информации:Sources of information:

1. Пат.2651612 Российская федерация, МПК G01C 19/64. Способ измерения угловой скорости лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой / Ларионцев Е.Г., Савельев И.И., Грушин М.Е.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». - №2017110410; заявл. 17.03.29; опубл. 18.04.23.1. Pat.2651612 Russian Federation, IPC G01C 19/64. A method of measuring the angular velocity of a laser gyro with an alternating frequency stand / Lariontsev E.G., Savelyev I.I., Grushin M.E .; applicant and patent holder Joint-Stock Company “Scientific Research Institute“ Polyus ”named after M.F. Stelmakh. " - No. 2017110410; declared 03/17/29; publ. 04/18/23.

2. Синельников, А.О. Влияние температуры внешней среды и саморазогрева на выходные характеристики зеемановских лазерных датчиков вращения: дис. канд. физ. мат. наук: 05.27.03: защищена 22.01.15 /. - М., 2016. - 120 с. 2. Sinelnikov, A.O. The influence of ambient temperature and self-heating on the output characteristics of Zeeman laser rotation sensors: dis. Cand. physical mat. Sciences: 05.27.03: is protected on 01/22/15 /. - M., 2016 .-- 120 s.

3. Пат.2685795 Российская федерация, МПК G01C 25/00. Способ компенсации влияния медленного меандра на показания лазерного гироскопа / Колбас Ю.Ю., Дронов И.В., Родионов М.И.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». - №2018129187; заявл. 18.08.10; опубл. 19.04.23.3. Pat. 2685795 Russian Federation, IPC G01C 25/00. A method of compensating for the influence of a slow meander on the readings of a laser gyro / Sausages Yu.Yu., Dronov IV, Rodionov MI; applicant and patent holder Joint-Stock Company “Scientific Research Institute“ Polyus ”named after M.F. Stelmakh. " - No. 2018129187; declared 08/18/10; publ. 04/19/23.

Claims (5)

1. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающий создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой, многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки, отличающийся тем, что медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки.1. A method of desynchronization of dynamic zones on the frequency response of a laser gyroscope, including creating a fast alternating frequency stand with an amplitude many times greater than the width of the capture zone and a switching period necessary for the functioning of the perimeter adjustment system and generating output information, as well as creating a slow alternating frequency stand with a smaller amplitude and a period that is a multiple of the frequency switching period of the fast alternating stand, characterized in that a slow alternating frequency stand is created by modulating the duration of half-periods of the fast alternating frequency stand. 2. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду модуляции длительности Δtмм полупериодов быстрой частотной подставки выбирают равной:2. The method of desynchronization of dynamic zones on the frequency response of a laser gyroscope according to claim 1, characterized in that the modulation amplitude of the duration Δt mm of the half-periods of the fast frequency stand is chosen equal to:
Figure 00000005
Figure 00000005
 где Δtмм - амплитуда модуляции длительности полупериодов быстрой частотной подставки;where Δt mm is the amplitude of the modulation of the duration of half-periods of the fast frequency stand; Абм - амплитуда быстрой частотной подставки.And bm is the amplitude of the fast frequency stand.
RU2020104234A 2020-01-31 2020-01-31 Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of a laser gyroscope RU2724306C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020104234A RU2724306C1 (en) 2020-01-31 2020-01-31 Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of a laser gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020104234A RU2724306C1 (en) 2020-01-31 2020-01-31 Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of a laser gyroscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724306C1 true RU2724306C1 (en) 2020-06-22

Family

ID=71135887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020104234A RU2724306C1 (en) 2020-01-31 2020-01-31 Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of a laser gyroscope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724306C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3721497A (en) * 1971-04-19 1973-03-20 North American Rockwell Ring laser gyroscope linearization system
RU2408844C1 (en) * 2009-10-07 2011-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ФГУП "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") Measurement method of angular movements with laser gyroscope
RU2531027C1 (en) * 2013-04-19 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") Method to measure angular movements by laser gyroscope with sign-alternating dithering
CN107202595A (en) * 2016-03-18 2017-09-26 泰勒斯公司 Method and the gyroscope system of correlation for the scattering coefficient of the lasergyro of estimating work
RU2685795C1 (en) * 2018-08-10 2019-04-23 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method for compensation of slow meander effect on readings of laser gyroscope

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3721497A (en) * 1971-04-19 1973-03-20 North American Rockwell Ring laser gyroscope linearization system
RU2408844C1 (en) * 2009-10-07 2011-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ФГУП "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") Measurement method of angular movements with laser gyroscope
RU2531027C1 (en) * 2013-04-19 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (ОАО "НИИ "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха") Method to measure angular movements by laser gyroscope with sign-alternating dithering
CN107202595A (en) * 2016-03-18 2017-09-26 泰勒斯公司 Method and the gyroscope system of correlation for the scattering coefficient of the lasergyro of estimating work
RU2685795C1 (en) * 2018-08-10 2019-04-23 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Method for compensation of slow meander effect on readings of laser gyroscope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6404656B2 (en) Method and apparatus for tracking / rocking the free spectral range of a resonator and its application to a resonator fiber optic gyroscope
US9846055B2 (en) Continuous mode reversal for rejecting drift in gyroscopes
RU2016118680A (en) DEVICE FOR REDUCING THE SENSITIVITY ERROR BY PRESSURE AND TEMPERATURE IN HIGH-PRECISION OPTICAL OPERATING MEASURING TRANSDUCERS
US9702697B2 (en) Bias and scale-factor error mitigation in a Coriolis vibratory gyroscope system
NO20053904D0 (en) Procedure for Compensating a Zero Point Error in a Vibrating Gyroscope.
JP2016535249A (en) Dynamic monitoring and derivation of interferometric fiber optic gyroscope (IFOG) instantaneous zero rotational speed voltage under uniform influence of rotational speed
Avinadav et al. Rotation sensing with improved stability using point-source atom interferometry
RU2724306C1 (en) Method for desynchronization of dynamic zones on frequency characteristic of a laser gyroscope
NO840079L (en) LASER GYRO
RU2619815C1 (en) Method and system for compensating drift of solid wave gyro
Khabarova et al. Short-haul fibre-optic communication link with a phase noise compensation system for optical frequency signal transmission
JP6771277B2 (en) Calculation of gyro rate for interfering fiber optic gyro
EA032502B1 (en) System and method for resonator frequency control by active feedback
RU2625000C1 (en) Laser-interference meter of pressure gradient in liquid
Romashko et al. Laser adaptive holographic hydrophone
Fan et al. Research on lock-in correction for mechanical dithered ring laser gyro
Milyukov et al. A laser interferometer-deformograph for monitoring the crust movement
KR20010002250A (en) High accuracy ring laser interferometer based on external cavity ring laser
JP6895192B2 (en) Distance measuring device
RU2441202C2 (en) Method for eliminating dead zones in fibre-optic gyroscope
WO2015112042A1 (en) Method for increasing sensitivity of fiber-optic gyroscope
RU2651612C1 (en) Method of measuring the angular velocity of a laser gyroscope with alternating frequency support
Melkoumian Laser accelerometer for guidance and navigation
RU2688952C1 (en) Method of measuring angular displacements by a zeeman laser gyroscope
Krobka et al. Laser gyros frequency biasing and fiber optic gyros phase biasing: Similarities and differences