过去 30 年来,太空用陀螺仪技术不断发展,并取得了显著成果,产品应用十分广泛。在欧洲,光纤陀螺仪 (FOG) 技术为卫星应用提供了最高性能,目前正在满足所有当前任务需求。陀螺仪领域的高性能部分由美国的半球形谐振陀螺仪 (HRG) 技术主导。在欧洲,这项技术也(但最近)在地面应用中实现了非常高的性能。新陀螺仪技术领域是一个充满活力的战略研究领域,由众多高精度海洋、陆地和航空应用引领。目前应用于角运动和线性运动传感的一项有前途的技术是原子干涉仪 (AI),但尚未转化为产品。基于冷原子干涉 (CAI) 的陀螺仪已证明其性能指标比 FOG 产品高出约 2 个数量级。对于其他类型的用途,磁流体动力 (MHD) 技术可以在有限的体积和质量内实现非常高的带宽测量,从而实现镜子的主动视线稳定。
光学陀螺仪是一种使用光学原理来测量角速度和方向的设备。它由旋转转子和一对光电检测器组成,该检测器可以通过检测光路径中的变化来测量对象的旋转。光学陀螺仪广泛用于惯性导航,飞行控制,地震监测和其他田地[1]。光学陀螺仪使用SAGNAC效应,这是光学物理学中众所周知的现象。当一束光束分成两个梁并以相反的方向围绕循环绕着循环行驶时,如果环旋转,则两个光束在环上行驶所需的时间将有所不同[2]。这是因为环的旋转导致两个梁之间的相移,这导致干扰模式与环路的旋转速率成正比。近年来,光子综合电路(图片)的进步导致了新型设备的开发,例如片上激光器,光子集成电路和光电神经网络[3]。这些设备有可能对诸如计算,传感和通信等领域进行重复化。集成光学陀螺仪的关键优势之一是将多个功能组合到单个芯片上的能力,从而改善了性能和减小的尺寸,重量,重量和功耗,使其适用于更广泛的应用程序[4]。在这里,我们将集成的光学陀螺仪(IOG)分为两类,包括集成的干涉光学陀螺仪(IIOG)和集成的共振光学陀螺仪(IROGS)[5]。在IIOG中,干涉光纤陀螺仪
当精确的飞行仪表使飞行员不再需要与地面保持目视接触时,飞机就成为一种实用的交通工具。飞行仪表对于安全飞行至关重要,飞行员必须对其操作有基本的了解。目视飞行规则 (VFR) 下操作所需的基本飞行仪表是空速指示器 (ASI)、高度计和磁方向指示器。除此之外,仪表飞行规则 (IFR) 下的操作还需要陀螺仪转弯速率指示器、滑行指示器、可调节气压的灵敏高度计、用扫秒指针或数字显示显示小时、分钟和秒的时钟、陀螺仪俯仰和倾斜指示器(人工地平仪)和陀螺仪方向指示器(定向陀螺仪或等效装置)。
本文研究了由于Jeffrey杂交纳米流体流动而导致的太阳能储能,该流通过多孔介质用于抛物线槽太阳能收集器。在悬浮水基传热液中,还遇到了石墨烯和银纳米颗粒的热疗法和布朗运动的机制。旋转的微生物具有在纳米流体混合物中向上移动的能力,从而增强了纳米颗粒的稳定性和悬浮液中的流体混合。管理方程式的数学建模使用质量,动量,能量,浓度和微生物浓度的保护原理。非相似变量被引入尺寸管理方程式,以获取非量纲的普通微分方程。实施现金和鲤鱼方法来求解非二维方程。还使用Levenberg Marquardt算法为非维度的方程开发了人工神经网络。对应于影响纳米流体流和传热的不同参数的数值发现。观察到热曲线会随着达西和福切氏症参数的升级而增强。和Nusselt数字随着Deborah数字和延迟时间参数的升级而增强。熵生成可以随着Deborah数字和延迟时间参数的增强而降低。太阳能是最好的可再生能源。它可以满足行业和工程应用增长的能源需求。
然而,由于轨道的多样性以及发射器和 OTV 任务的持续时间,我们的客户要求我们找到一种解决方案,使姿态控制更稳定,以应对跟踪器被太阳遮蔽或惯性单元漂移的问题。因此,我们的 Auriga™ 陀螺仪解决方案旨在为客户提供精确、连续的信息,以实现最佳 ADCS。该解决方案将满足常规和敏捷任务(如地球观测和物联网)的需求,但也可用于新发射器、长期任务和/或需要在整个任务过程中进行最佳姿态控制的多轨道发射。我们收到越来越多要求配备这种发射器的请求,并致力于向客户提供我们的专业知识和技能。” Sodern 开发了新版本的 Auriga™ 软件库,用于控制 OH。该库现在包括使用卫星上任何可用陀螺仪提供的角速度的选项。 Auriga™ 陀螺仪对于执行地球观测或太空监视等敏捷任务的卫星特别有用。Auriga™ 陀螺仪还可以安装在执行长期任务的发射器上。通过将 Auriga™ 星跟踪器与陀螺仪耦合,运动稳健性(即承受快速旋转的能力)得到显著改善,包括星跟踪器处理过程中陀螺仪的速度。此外,将星跟踪器的数据与陀螺仪的数据合并,使耦合设备能够持续提供姿态,即使在星跟踪器不可用(致盲、卫星机动)时也是如此。这个新软件版本还包括在经历致盲或卫星机动后快速返回跟踪模式的算法,而无需经过获取模式(空间丢失模式)。如果陀螺仪测量不可用,星跟踪器将继续工作而不会中断。该解决方案还具有飞行中估计和校正误差的算法,特别是陀螺仪(偏差、比例因子、轴间错位)。这可以比在地面上更精确地校正误差,并提供最佳性能。与简单的战术级陀螺仪(ARW = 0.15°/√h)结合使用可以显著提高 Auriga TM 的稳健性:
图 3.11:GPS 与垂直陀螺仪姿态.................................................................................... 41 图 3.12:GPS 与垂直陀螺仪姿态.................................................................................... 41 图 3.13:卡尔曼滤波器序列...................................................................................... 42 图 3.14:卡尔曼滤波器状态和协方差矩阵的进展....................................................... 46 图 3.15:扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 序列.................................................................... 47 图 4.1:YF-22 机载计算机 2.................................................................................... 52 图 4.2:NovAtel GPS.................................................................................................... 53 图 4.3:Goodrich Systems 垂直陀螺仪.................................................................... 54 图 4.4:IMU 与 GPS 测量获取率............................................................................. 55 图 4.5:GPS 位置(放大)..................................................................................... 57 图 4.6:GPS 位置 -瞬时信号丢失................................................................................ 57 图 4.7:方差计算的稳定状态时间段.................................................... 59 图 4.8:GPS 辅助 INS/垂直陀螺仪框图.................................................... 61 图 4.9:滤波处理序列....................................
本论文主要研究基于惯性传感器提供的测量结果的方向估计。强调使用三轴线性加速度计和陀螺仪。建议顺序使用两种估计算法进行方向估计。第一个是卡尔曼滤波器,主要用于基于加速度计数据进行重力估计。第二种算法采用扩展卡尔曼滤波器结构,利用第一种算法得到的重力估计和陀螺仪数据进行方位估计。以多元方式估计方向,而不使用绕陀螺仪轴的一维旋转离散性的简化假设。通过这种方式,可以精确处理非常大的转向角度。
一个紧凑的盒子实现了三个陀螺仪及其相关电子设备,这些陀螺仪位于角立方体的三个面上。使用 2 个 Astrix ® 1000 可提供非常简单且可靠的冗余架构。可以添加可选的加速度计,为深空任务提供完整的导航能力。EEE、光电器件和光电元件完全符合 HiRel Telecom 卫星标准(ECSS-Q-ST-60C 1 级或同等标准)。