[发明专利]基于衍射分光逆向干涉的普适型回转惯性运动测量系统

说明书

本发明涉及一种基于衍射分光逆向干涉的普适型回转惯性运动测量系统。为提供一种普适型回转惯性运动测量装备。是可旋转圆形平台上面在纵向基准直径线的圆心前后半径线上分别设置反射三棱镜和向反射三棱镜两对称侧面分别投射激光束的衍射激光器，圆形平台上面在反射三棱镜前方左右两侧、在圆心左右两侧、在衍射激光器左右两侧以及在衍射激光器后方，分别设置左右前反射镜、左右中反射镜、左右后反射镜以及正后反射镜；圆形平台上面在反射三棱镜上方设置斜立的透射反射镜，透射反射镜的反射面侧方向自内至外依次间隔设置扩束镜及毛玻璃观察屏。配计算机的摄像机拍摄毛玻璃观察屏显示的光束图像。具有能测算微小回转变化，且普适性好的优点。

技术领域

本发明涉及一种回转运动测量设备，特别是涉及一种基于衍射分光逆向干涉的普适型回转惯性运动测量系统。

背景技术

力学定律表明：一个被锁在匀速线性平移的黑盒内的观察者无法获悉自己的运动情况，却可以用机械加速度计和陀螺仪对加速度和旋转进行精确测量。这是惯性制导和导航的基础。例如：在航天和空间应用方面一般都采用高精度的干涉型光纤陀螺。该光学系统可为飞机提供三维角速度、位置以及攻角和侧滑角，实现火箭升空发射的跟踪和测定，也可用于空间飞行器稳定、摄影/测绘、姿态测量控制、运动补偿、EO/FLIR稳定、导航及飞控等，其中高精度、可靠性高的光纤陀螺与GPS组合定姿已成为国内外航天器定姿系统的典型构型。

1913年，Sagnac通过实验证明，一个没有运动部件的光学系统也可以探测到相对于惯性空间的旋转。他使用了一个环形干涉仪，并表明旋转会使光在两个反向传播路径之间产生相位差。然而，由于其灵敏度非常有限，远远达不到一个实际转速传感器的应用条件。

本回转惯性运动系统便是基于萨格纳克效应（Sagnac Effect）：将同一光源发出的一束光分解为两束，让它们在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合，然后在屏幕上产生干涉，当在环路平面内有旋转角速度时，屏幕上的干涉条纹将会发生移动。但是，现有技术没有普适型回转惯性运动测量系统。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种基于衍射分光逆向干涉的普适型回转惯性运动测量系统。本发明回转惯性运动系统结构及配套测量系统设计方案，旨在将微小角速度转化为光干涉图样变化，证明在自由光路的条件下同样可以实现光纤陀螺的工作原理，表现形式直观。同时设法提高装置精度，使其可以灵活应用各个工作领域；以“角速度-光程差-干涉图样”的参量转变，使微小的回转变化以更加形象、具体的形式表现出来。