光纖陀螺尋北實驗研究性報告書-預(yù)覽頁
【正文】 ........................................................................ 17 、 測 量方法改 進 ............................................................................................ 19 實驗 反思 ................................................................................................................ 19 2 參 考文 獻 ...................................................................................................................... 20 光纖陀螺尋北研究性報告 摘要 慣性技術(shù)的發(fā)展與陀螺儀的發(fā)展密切相關(guān)。而干涉式光纖陀螺的出現(xiàn)為我們的這個實驗增加了使用的設(shè)備和支持。條紋的移動對應(yīng)著兩束反相傳播光波之間產(chǎn)生的附加相位差 R?? ，與閉合光路圍成的面積 S有關(guān)。01MMc ? （ 1） 對這個式子，取近似可以得知： ??01 2 sinMM Rcc?? ? ? ? （ 2） 再經(jīng)過沿多邊形光路的一個邊上的賽格耐克效應(yīng)的幾何分析可以得知，在用干涉 4 儀測量的時候，這個時間可產(chǎn)生一個相位差： 24Rv c???? ? ? ??? ? ? （ 3） 我們便可以通過這個來測量它的相位差。當陀螺靜止的時候，光探測器輸出零偏為地球自轉(zhuǎn)角速度與電路共同引起的偏移，它響應(yīng)為正弦型光功率： 0[1 c os( ) ]RPP?? ?? （ 5） 、互易性的偏置調(diào)制 由于互易性原理，兩束干涉波收到完全相同的相位調(diào)制 ()mt? ，但不同時，其時延等于度越時間，則傳輸?shù)臅r間之差 g?? 。旋轉(zhuǎn)速率的測量值變?yōu)椋? 2 FBcLD?? ????? 在實際運用中，用模擬技術(shù)有很多的困難，但是 隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，利用數(shù)字方法很容易解決模擬反饋信號的回掃時間問題。對于地球上緯度為 ? 的某點，在該點地球自轉(zhuǎn)的角速率可以分解為兩個分量，水平分量，沿地球經(jīng)線指向地理北極，大小為 1 cosee? ?? ? ；垂直分量，沿地球垂線垂直向上，大小為 2 sinee? ?? ? 。為了保證是實驗的精度，我們采用了多位臵法來消除 的影響。 、實驗數(shù)據(jù)處理 、陀螺校訂 初始時， = ，陀螺儀鉛垂向上和鉛垂向下時， = ，標定 Kx=。 360176。 /h） 而在實際測量過程中： θ=114176。為中心，每隔 10176。ω =（176。于是我們認為，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是測量過程中測得了不可用的數(shù)據(jù)，針對這一現(xiàn)象，我們將進行進一步的分析。當然在操作者讀取數(shù)據(jù)的過程中，也可能產(chǎn)生誤差，這里只就我們能想到并且影響比較大的進行分析。當緯度接近南極或北極時， 0，尋北誤差卻將增大。而且在實際測量中，系統(tǒng)并不是完全水平，考慮到安裝平臺和地理位臵的不水平因 14 素，直角坐標系歐拉角對誤差的影響就會增大。 操作者操作誤差 由于存在硬件的常值漂移，我們測量時采用多位臵法，但是我們知道，其中 為陀螺常值漂移誤差，采樣時刻的陀螺時漂，采樣時刻的陀螺溫漂之和。圖中的水平與豎直刻度盤活動極為靈活，而且有沒有很好的固定裝臵（我做實驗時使用膠帶固定），尤其是豎直刻度盤，在測量時很可能產(chǎn)生角度的變化，而這一切，都是在我們不知情的情況下。 軟件 IFOG使用誤差 軟件在使用開始的時候，需要重新標定，具體過程在數(shù)據(jù)處理過程中已經(jīng)寫出。因此要求我們標定的時候，不要大聲說話 ，不要來回走動，不要用力碰觸試驗臺表面，當然測量數(shù)據(jù)時也是這樣的要求。 、誤差定量分析 由那個面的計算可以看到緯度的求解值竟然有 10%以上的誤差！又根據(jù)兩者數(shù)據(jù)畫出的散點圖像，我有理 由相信 y1 基本上數(shù)據(jù)測量的誤差很小，主要誤差出現(xiàn)在 y2 上。 又ω ==（176。這是我們通過繪圖觀察后得到的科學(xué)處理方法。具體影響見右圖，該圖中表明了陀螺輸出和方位角的關(guān)系，并且原始數(shù)據(jù)和擬合曲線的差可以清楚地表現(xiàn)出來。原理圖大致如 下圖 ： 從圖中看出，在圓形區(qū)域以內(nèi)的部分沒有磁感線，即沒有磁場分布，達到了消除地磁場影響的目的。因此為了解決這個問題，我想了一種比較可能的方案。 測量Δ 時利用數(shù)字示波器顯示盡可能多的周期，測得一個相對比較長的時間，那樣每個周期內(nèi)的測量誤差就會被均分，相對會減小很多，光纖環(huán)的長度計算值也會更加精確。之所以選擇光纖陀螺尋北作為這次研究性實驗報告的主題，主要也是因為我想就該實驗產(chǎn)生誤差的種種問題進行進一步的分析，為此，我通過圖書館，網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查找相關(guān)方面的資料，并進行了一一地整合，相信實驗過后我自己 查找資料的能力會得到很大地提升
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