Способ определения масштабного коэффициента кольцевого лазера

 

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к кольцевым лазерам. Сущность изобретения: в способе определения масштабного коэффициента кольцевого лазера, при котором кольцевой лазер жестко закрепляют на планшайбе поворотного стола, совмещая ось чувствительности с осью вращения планшайбы, планшайбу поворотного стола поворачивают в противоположных, последовательно чередующихся направлениях на один и тот же угол R, причем (2n+1) раз против часовой стрелки и 2n раз по часовой стрелке (где n = 1,2,...). Затем регистрируют при каждом повороте число выходных импульсов кольцевого лазера, вычисляют средние значения чисел выходных импульсов при поворотах против часовой стрелки и по часовой стрелке и определяют масштабный коэффициент по формуле

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к кольцевым лазерам. Цель изобретения состоит в повышении точности определения масштабного коэффициента путем автокомпенсации постоянной и линейно нарастающей во времени составляющих смещения нуля кольцевого лазера, при одновременном сокращении времени измерений. Поставленная цель достигается тем, что кольцевой лазер жестко закрепляют на планшайбе поворотного стола, совмещая ось чувствительности с осью вращения планшайбы, затем поворачивают планшайбу в противоположных, последовательно чередующихся направлениях на один и тот же фиксированный угол R, причем (2n+1) раз против часовой стрелки и 2n раз по часовой стрелке (где n 1,2,), регистрируют при каждом повороте число выходных импульсов кольцевого лазера, вычисляют средние значения чисел выходных импульсов кольцевого лазера, вычисляют средние значения чисел выходных импульсов кольцевого лазера при поворотах против часовой стрелки и по часовой стрелке и определяют масштабный коэффициент по формуле . Чередование направлений поворотов обеспечивает автокомпенсацию постоянной составляющей смещения нуля, так как при поворотах в противоположных направлениях она входит в регистрируемые выходные сигналы N⁺ и N^- с разными знаками. Неодинаковое количество поворотов по часовой стрелке и против обеспечивает автокомпенсацию линейно нарастающей составляющей смещения нуля. Для доказательства этого представим число выходных импульсов кольцевого лазера N, регистрируемых при каждом повороте, как сумму полезной составляющей N_R, точно соответствующей углу поворота R ("истинный угол"), и ошибок за счет смещения нуля N_B и за счет угловой скорости вращения Земли N_ω:N=N_R+N_В+N_ω. Тогда знаменатель в формуле (2) примет вид (3) Знак "-" у и соответствует реальному знаку, получаемому при измерениях, и появляется потому, что смещение нуля кольцевого лазера и проекция угловой скорости Земли при изменении направления вращения планшайбы поворотного стола изменяют знак относительно этого направления. Смещение нуля кольцевого лазера представим как сумму постоянной и линейно нарастающей составляющих В a + Bt. Тогда ошибку за счет смещения нуля, накопленную за время одного поворота Dt можно представить как (4) Проводя повороты против и по часовой стрелке ("нечетные" и "четные" повороты), мы будем получать в каждом из поворотов ошибки N_Bi+ и N_Bi- равные Проведем (2n+1) поворотов против часовой стрелки и 2n поворотов по часовой стрелке, чередуя их между собой, после чего усредним результаты измерений по соответствующему числу поворотов и подставим их в формулу (3)
Таким образом, в знаменателе формулы (2) остается только полезный член, соответствующий углу поворота

Следовательно, предлагаемый способ позволяет скомпенсировать ошибки измерения масштабного коэффициента за счет угловой скорости вращения Земли, за счет постоянного смещения нуля кольцевого лазера и за счет линейного дрейфа смещения нуля во время измерений. Одновременно существенно сокращается время измерений, благодаря тому, что устранена необходимость в измерении проекции угловой скорости вращения Земли и масштабного коэффициента в заданном диапазоне угловых скоростей.

Формула изобретения

Способ определения масштабного коэффициента кольцевого лазера, при котором кольцевой лазер жестко закрепляют на планшайбе поворотного стола, совмещая ось чувствительности с осью вращения планшайбы, затем поворачивают планшайбу на фиксированный угол R, одновременно регистрируют число N выходных импульсов кольцевого лазера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определением масштабного коэффициента путем автокомпенсации ошибок из-за постоянной и линейной нарастающей во времени составляющих смещения нуля кольцевого лазера при одновременном сокращении времени измерений, поворачивают планшайбу поворотного стола в противоположных, последовательно чередующихся направлениях на один и тот же фиксированный угол R, причем 2n + 1 раз против часовой стрелки и 2n раз по часовой стрелке, n=1,2. регистрируют при каждом повороте число выходных импульсов кольцевого лазера и определяют масшабный коэффициент SF по формуле

где средние значения чисел выходных импульсов кольцевого лазера при поворотах против часовой стрелки и по часовой стрелке соответственно.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---