Материал: GqnnD90jyV

ССК относительно осей географического сопровождающего трехгранника OENH .

Задача определения разнесения ЧМ блока акселерометров внутри ИМ ставится как задача оптимального оценивания. Измерения формировались как сумма измеряемого акселерометрами кажущегося ускорения и известного значения ускорения силы тяжести g в месте расположения стенда. Вектор состояния x в данном случае состоит из 9-ти сумм искомых расстояний, которые являются независимыми центрированными случайными величинами:

Для обеспечения наблюдаемости и разделения составляющих вектора состояния задавались угловых колебаний ИМ с переменным ускорением поочередно вокруг каждой из осей чувствительности акселерометров, ориентированных вертикально вверх. На рис. 3 представлены оценки элементов вектора состояния (6) и СКО погрешностей их оценивания (на рис.3 выделены пунктиром) по результатам работы ковариационного канала. По

9

графикам видно, что все элементы вектора состояния наблюдаемы, а точность их оценивания находится на уровне 0,1 мм (1 ). По найденным оценкам легко вычисляются искомые расстояния ryX , ryY , ryZ , rzX , rzY , rzZ от полюса ИМ до ЧМ блока акселерометров.

Рис. 3 Оценки расстояний от центра качания платформы стенда до ЧМ блока акселерометров

Выходные сигналы триады акселерометров приводятся к началу опорного трехгранника Ax XYZ согласно (1) и (5) следующим образом:

Третья глава включает в себя оценку систематических погрешностей акселерометров и ВОГ относительно их калибровочных значений, вызванных воздействием температуры.

Ввиду малых габаритных размеров акселерометров, температура считалась одинаковой во всем объеме датчика и измерялась одним датчиком температуры (ДТ). ВОГ нельзя рассматривать подобным образом, т.к. они имеют значительные размеры, а их элементы могут быть разнесены внутри прибора, для описания распределения температурного поля использовалось 8 ДТ равномерно распределенных по волоконнооптической катушке. В данной работе рассматривались зависимости коэффициентов модели погрешностей триады ВОГ только от средней по объему контура температуры и скорости ее изменения. Влияние пространственного градиента температуры не рассматривалось, так как исследования анизотропных свойств волоконно-оптической катушки показывают, что температурная чувствительность дрейфа ВОГ не зависит от направления температурного воздействия на волоконный контур. Кроме того, температурная камера используемого стенда не позволяет задавать направление распространения теплового воздействия.

Задача оценки влияния распределения температурного поля на составляющие модели погрешностей (1) ЧЭ ИМ решалась в несколько этапов. В термокамере задавался режим,

10

обеспечивающий максимальное перекрытие значений температур и скоростей изменения температур из рабочего диапазона 15 – 35°C. Стендом задавалось сложное движение, включающее стоянки и вращения в различных положениях и позволяющее за один цикл оценить все коэффициенты модели погрешностей (1) и тем самым значительно снизить время проведения эксперимента. Время осреднения в каждом положении составляло 36 секунд, что позволило компенсировать в выходном сигнале шумы не связанные с воздействием температуры, и не пропустить ее динамичные изменения. На рис. 4–6 приведены графики зависимости коэффициентов моделей погрешностей ВОГ и акселерометров от температуры (обозначены цифрой «1»).

Температура, °С Температура, °С Рис. 4 Зависимость смещения нуля и МК ВОГ от температуры

(1 – исходная зависимость, 2 – после учета температурной компенсации)

Температура, °С Температура, °С Рис. 5 Изменение смещения нуля и МК акселерометра

(1 – исходная зависимость, 2 – после учета температурной компенсации)

Считается, что основной вклад в термоиндуцированную погрешность ВОГ вносит изменчивость смещения нуля, поэтому чаще всего прибор устанавливают неподвижно внутри термокамеры, задают изменение температуры и оценивают зависимость выходного сигнала от температуры, считая, что она вызвана только изменением смещения нуля. Предложенный в данной работе способ позволил обнаружить зависимость не только смещения нуля и МК от температуры, но и углов ориентации измерительных осей акселерометров и ВОГ относительно ССК (рис.6). Деформирование каркаса катушки и уложенного на нем волоконного контура при изменении термоупругих напряжений, может приводить к изменению положения плоскости катушки в пространстве и, соответственно, измерительной оси.

На характеристики акселерометров существенное влияние оказывает величина абсолютной температуры. Смещения нулей и МК в рассматриваемом температурном диапазоне изменяются в пределах [-5 5] 10-4 м / с2 и [-0,15 0,15]% соответственно и имеют практически линейную зависимость от температуры и хорошую повторяемость.