Волоконно -оптический гироскоп ( FOG ) ощущает изменения ориентации, используя эффект Саньяка , тем самым выполняя функцию механического гироскопа . Однако его принцип 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 более короткую задержку пути, чем другой луч. Результирующий дифференциальный фазовый сдвиг измеряется с помощью интерферометрии, таким образом переводя один компонент угловой скорости в сдвиг интерференционной картины, который измеряется фотометрически.
Оптика расщепления луча разделяет свет от 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 и увеличивается за счет количества витков в катушке. Впервые FOG был 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, ведется во многих компаниях и учреждениях по всему миру. [2]
FOG обеспечивает 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, FOG не имеет движущихся частей и не полагается на инерционное сопротивление движению. Следовательно, FOG является превосходной альтернативой механическому гироскопу. Благодаря своей внутренней надежности и длительному сроку службы FOG используются для высокопроизводительных космических приложений [3] и военных инерциальных навигационных систем.
FOG обычно показывает более высокое разрешение, чем кольцевой лазерный гироскоп . [ необходима ссылка ]
Системы FOG реализуются как в открытом, так и в замкнутом контуре .
Как и все другие технологии гироскопов, а также в зависимости от детальной конструкции ВОГ, ВОГ может потребовать первоначальной калибровки (определения того, какое показание соответствует нулевой угловой скорости).
Некоторые конструкции FOG несколько чувствительны к вибрациям. [4] Однако при сочетании с многоосевыми FOG и акселерометрами, а также при гибридизации с данными Глобальной навигационной спутниковой системы ( GNSS ) воздействие смягчается, что делает системы FOG пригодными для условий с высокой ударной нагрузкой, включая системы наведения орудий для 105-мм и 155-мм гаубиц.