2019年05月15日

当前航海惯导技术的发展,整体上仍是瞄准更高精度和更高性价比这两个主要目标。光纤陀螺惯导在航海领域的全面发展,需要与已成熟应用的静电、激光陀螺航海惯导进行全方位的比较。这一技术途径是否可行以及能否长远发展等是摆在我们面前需要深入思考的问题。


从理论和工程应用上讲,航海惯导技术的发展需求,对新技术的发展和应用,主要取决于其先进性、可行性与付出的代价之间的权衡,不能一概而论。


从武器装备使用的角度来看,新的发展首要需求显然不是精度问题,而是制造与使用维护性,但这一问题又只能依靠采用新的技术途径来解决。因此,航海惯导新的发展需求主要表现在以下两个方面:(1)需要发展定位精度接近或优于激光陀螺导航系统、导航信息特性(速度、姿态等信息的绝对误差和变化率)优异的导航系统。(2)需要发展定位精度接近静电陀螺导航仪、成本呈量级降低、使用维护性(启动时间、标定周期等)显著提高的导航系统。


为了满足以上发展需求,首先需要改进或采用新型陀螺仪。近期来看,光纤陀螺在随机游走、零偏长期稳定性、成本、可制造性等方面具有突出的优势;远期来看,超高精度原子陀螺有望进入航海导航应用领域。其次在系统技术上进行创新,快速温控技术是解决光纤陀螺受温度变化影响的一条有效途径;克服剩余陀螺漂移需要在工程应用上突破全阻尼技术;系统形式应采用纯捷联的形式。


采用超高精度的光纤陀螺研制航海惯导,是满足当前发展需求的一条很好的途径。


对于长航时导航系统来说,主要考虑的是光纤陀螺的随机游走系数要小、零偏稳定性和零偏长期重复性要高。从理论极限来看,光纤陀螺的随机游走可达以上,零偏稳定性可达10-6(°)/h以上,零偏重复性理论精度是0,相应的导航系统精度可满足3个月乃至更长时间导航的需要。


随着光纤陀螺技术的发展,光纤陀螺这一极限精度及可工程实现的精度将进一步提高,可以支撑超高精度航海惯导的发展。


阻尼技术是航海惯导的核心关键技术。当前普遍成熟应用的是采用经典控制理论设计的水平阻尼网络,能够有效地将水平方向的舒拉振荡消除,从而获得稳定、平滑的姿态和速度信息,但也仅此而已;方位阻尼网络的实现存在巨大困难。


研究表明,采用Kalman滤波融合电磁计程仪与惯导的信息,能够有效消除水平方向的舒拉振荡,同时能够估计出或部分估计出水平方向惯性仪表的误差,消除其对应的呈地球周期振荡的误差,从而有效地提高系统导航精度。


针对航海导航领域对惯性技术发展的新需求,可以了解到航海惯导技术不存在一劳永逸的解决方案,最优方案始终在发展进步;采用超高精度的光纤陀螺研制航海惯导,是满足当前发展需求的一条很好的途径。


新闻中心


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