二位置光纤陀螺寻北仪方案设计及验证

马晋美 朱家海 谢聂

（空军工程大学航空工程学院 陕西省西安市 710038）

陀螺寻北仪具有精度高、不受环境因素影响的优势，其广泛应用于雷达、天线、军用车辆等装备的初始对准和方向控制中。传统的陀螺寻北仪大多采用双轴动力调谐陀螺作为角速度敏感元件，其结构复杂、寻北时间长、易磨损、寿命短。光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的新型光学陀螺仪表，其相对于机械转子陀螺具有诸多优点。利用光纤陀螺制造的光纤陀螺寻北仪具有体积小、功率低、寻北时间短、寿命长等优点，受到广泛的重视和研究[1-2]。国外由于光纤陀螺技术成熟比较早，目前已经有了大量的光纤陀螺寻北仪产品。国内近几年光纤陀螺技术发展迅速，有部分单位也生产了光纤陀螺寻北仪。论文[3-4]设计了一种二位置旋转180°的光纤陀螺寻北仪，其优点是可以抵消光纤陀螺的零偏。但是在实际工程中发现，此方案存在无法判断北向夹角偏东或者偏西的问题。本文设计了一种结构简单、成本低、寻北时间短的二位置旋转90°光纤陀螺寻北方案，有效地解决了判断北向夹角偏东或者偏西的问题，并对方案进行了误差补偿和实验验证。

1 光纤陀螺寻北仪原理及方案设计

1.1 光纤陀螺寻北仪原理

光纤陀螺是一种惯性测量元件，其可以测量载体相对于惯性空间的角速度。地球绕着地轴以Ω的角速度相对于惯性空间旋转，所以可以通过测量地球上某一点相对于惯性空间的角速度，从而确定该点的北向。……