Волоконно -оптический гироскоп ( ВОГ ) воспринимает изменения ориентации с помощью эффекта Саньяка , выполняя таким образом функцию механического гироскопа . Однако принцип его работы основан на интерференции света, прошедшего через катушку оптического волокна , длина которой может достигать 5 километров (3 мили).
Два луча лазера вводятся в одно и то же волокно, но в противоположных направлениях. Из-за эффекта Саньяка луч, движущийся против вращения, испытывает немного меньшую задержку пути, чем другой луч. Результирующий дифференциальный фазовый сдвиг измеряется посредством интерферометрии, таким образом преобразуя одну составляющую угловой скорости в сдвиг интерференционной картины, который измеряется фотометрически.
Оптика с расщеплением луча разделяет свет лазерного диода (или другого источника лазерного света) на две волны, распространяющиеся как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки через катушку, состоящую из множества витков оптического волокна. Сила эффекта Саньяка зависит от эффективной площади замкнутого оптического пути: это не просто геометрическая площадь петли, но она также увеличивается за счет количества витков в катушке. FOG был впервые предложен Вали и Шортхиллом [1] в 1976 году. Разработка как пассивного интерферометрического типа FOG, или IFOG, так и более новой концепции, пассивного кольцевого резонатора FOG, или RFOG, продолжается во многих компаниях и учреждениях по всему миру. . [2]
FOG предоставляет чрезвычайно точную информацию о скорости вращения, отчасти из-за отсутствия у него поперечной чувствительности к вибрации, ускорению и ударам. В отличие от классического гироскопа с вращающейся массой или резонансных/механических гироскопов, ВОГ не имеет движущихся частей и не опирается на инерционное сопротивление движению. Таким образом, FOG является отличной альтернативой механическому гироскопу. Благодаря своей надежности и длительному сроку службы ВОГ используются в высокопроизводительных космических приложениях [3] и военных инерциальных навигационных системах.
FOG обычно показывает более высокое разрешение, чем кольцевой лазерный гироскоп . [ нужна цитата ]
ВОГ реализуются как в разомкнутой, так и в замкнутой конфигурации.
Как и все другие технологии гироскопов, и в зависимости от детальной конструкции ВОГ, ВОГ могут потребовать первоначальной калибровки (определения того, какое показание соответствует нулевой угловой скорости).
Некоторые конструкции FOG несколько чувствительны к вибрациям. [4] Однако в сочетании с многоосевым FOG и акселерометрами и гибридизацией с данными Глобальной навигационной спутниковой системы ( GNSS ) воздействие смягчается, что делает системы FOG подходящими для условий с сильными ударами, включая системы наведения пушек для 105-мм и 155-мм гаубиц.