高精度光纤IMU的磁屏蔽方法及实验研究

• 作者: 房建成 李金涛
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 惯性测量单元 光纤陀螺 频谱分析 功率谱密度 有限元方法 磁屏蔽
• 年，卷（期）: 2011,（11）
• 所属期刊栏目: 电子与自动控制
• 页码范围: 2106-2116
• 分类号: V241.6
• 字数: 5695字
• 语种: 中文
• DOI: 11-1929/V.20110627.1733.004

摘要

惯性测量单元(IMU)是位置姿态系统(POS)的核心部分,IMU的精度很大程度上决定着POS精度.由于高精度光纤陀螺(FOG)的光纤线圈对磁场敏感,基于高精度FOG的IMU精度会受磁场影响而降低.本文研究了FOG磁敏感性机理,通过实验得出高精度光纤IMU对磁场敏感的结论.采用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell研究了磁屏蔽体采用不同材料、不同厚度时的磁屏蔽效能(SE),并进行了IMU磁屏蔽结构设计.通过亥姆霍兹线圈测试得到的磁屏蔽体实际屏蔽效能最高为48.20 dB,与有限元分析结果基本一致.转台环境测试表明:屏蔽体使FOG漂移减小到9％以上；亥姆霍兹线圈测试表明:通过磁屏蔽使FOG零偏磁敏感度衰减2～21 dB,漂移磁敏感度衰减9～23 dB,对提高光纤IMU测试和应用精度以及机载环境适应性有重要意义.