Аннотация

Рассматриваются вопросы теории, элементы конструкции и практическое применение новых датчиков угловой скорости – лазерных гироскопов. С позиции теории относительности излагаются физические основы работы датчиков угловой скорости движения с кольцевыми резонаторами, анализируются их основные характеристики, оценивается точность некоторых навигационных и геодезических систем, использующих лазерные гироскопы в качестве чувствительных элементов.

Книга предназначена для научных работников и специалистов, занимающихся разработкой, конструированием и практическим использованием радиотехнических систем управления, автономной навигации и геодезии. Она будет также полезна студентам старших курсов вузов и аспирантов.

*

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Физические принципы когерентной оптической гироскопии 3
1.1. Квантовые измерители угловой скорости ... 8
1.2. Принципы построения когерентных оптических гироскопов ч
1.3. Потенциальная точность когерентных оптических гироскопов 27

Глава 2. Теоретические основы когерентной оптической гироскопии 31
2.1. Метрика вращающейся системы отсчета ... 31
2.2. Уравнения электродинамики во вращающейся системе отсчета 36
2.3. Расщепление собственных частот вращающегося кольцевого резонатора 41
2.4. О частотах связи кольцевого резонатора ... 53

Глава 3. Амплитудно-частотные характеристики кольцевого оптического квантового генератора 56
3.1. Уравнение электромагнитного поля в кольцевом оптическом квантовом генераторе 56
3.2. Амплитудные характеристики электромагнитного поля в КОКГ 61
3.3. Частотные характеристики излучения КОКГ . . 68

Глава 4. Затягивание частоты и синхронизации встречных волн в кольцевом ОКГ 70
4.1. Физические процессы при затягивании и захвате частоты кольцевого ОК.Г 70
4.2. Основные соотношения для ширины полосы захватывания . 77
4.3. Особенности работы КОКГ вблизи границы полосы захватывания (синхронизации) 85
4.4. Измерение малых угловых скоростей в полосе синхронизации 89
4.5. Результаты экспериментального изучения взаимодействия встречных волн в КОКГ
4.6. Влияние внешних периодических возмущений на работу КОКГ

Глава 5. Амплитудные и фазовые флуктуации в кольцевых оптических генераторах . . 117
5.1. Основные соотношения для тепловых и поляризационных флуктуаций в газовых ОКГ .... 117
5.2. Естественные амплитудные флуктуации в КОКГ 122
5.3. Флуктуации фазы в КОКГ 125
5.4. Влияние шумового возмущения на КОК.Г в режиме параметрической синхронизации 128

Глава 6. Выделение сигналов разностной частоты встречных волн на выходе КОКГ 133
6.1. Интерференция двух близких по частоте световых волн 133
6.2. Особенности выделения разностной частоты на выходе фотоприемннка 143
6.3. Влияние продольных видов колебаний КОКГ на процесс выделения сигнала биений 154
6.4. Особенности интерференции частично когерентных волн на выходе КОКГ 159

Глава 7 Уменьшение влияния связи встречных волн в КОКГ 166
7.1. Общий анализ невзаимных эффектов, используемых в лазерной гирометрии 166
7.2. Невзаимные свойства материальных сред в неинерциальных системах отсчета 176
7.3. Невзаимные фазосдвигающие устройства, используемые в КОКГ 184
7.4. Особенности использования гиротропных невзаимных элементов 203
7.5. Методы снижения влияния внешних магнитных полей и перекрестных искажений в КОКГ с гиротропными невзаимными элементами 200
7.6. Характер потерь, вносимых НЭ в резонатор оптического когерентного гироскопа 215
7.7. Методы уменьшения связи встречных волн в КОКГ 239

Глава 8 Основные элементы конструкции КОКГ. . . 241
8.1. Конструкция резонатора КОКГ 246
8.2. Схемы селекции продольных видов колебаний . . 256
8.3. Элементы схем пространственного совмещения волн на выходе КОКГ 266
8.4. Схемы пространственной фильтрации выходных сигналов КОКГ 277
8.5. Стабилизация периметра резонатора .... 298

Глава 9. Методы измерения угловой скорости когерентными оптическими гироскопами 301
9.1. Технические характеристики оптических гироскопов 301
9.2. Особенности измерения произвольного вектора угловой скорости лазерными гироскопами 311
9.3. Оценка потенциальной точности сканирующего лазерного гироскопа 321
9.4. Оценка реальной точности определения направления вектора угловой скорости 326

Глава 10. Применение когерентных оптических гироскопов 336
10.1. Когерентные оптические гироскопы в системах ориентации космических аппаратов 336
10.2. Определение параметров движения КА и особенности статистической обработки результатов измерений 341
10.3. Бесплатформенные инерциальные системы навигации КА с использованием когерентных оптических гироскопов 355
10.4. Когерентные оптические гироскопы в системах приземной навигации 360
10.5. Применение КОКГ в измерительной технике . 378
10.6. Использование КОКГ для стабилизации частоты 384

Список литературы 392
Указатель . 407
Список основных обозначений 415