Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2014 |
| Autor(a) principal: |
Rafael Henrique de Siqueira |
| Orientador(a): |
Hélio Koiti Kuga,
Valdemir Carrara |
| Banca de defesa: |
Mario Cesar Ricci,
Leandro Baroni |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
BR
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| Resumo em Inglês: |
Fiber optic gyros (FOG) sensors are widely used in satellites for inertial navigation system due to their characteristics of precision, lower cost and industrial feasibility. Tests for individual Laser Gyro or Fiber Optic Gyro types are quite widespread and have their specific standards. However on assembling them into a mechanical structure, named IMU (Inertial Measurement Unit), several problems that contribute to decrease the performance of the unit may take place. This paper presents the calibration of a set consisting of four fiber optic gyroscopes in a tetrahedral configuration, developed by a Brazilian company. In this work the on-ground calibration is performed through a 3-axis servo-controlled turn table covering the working range of the chosen gyros. The procedure is mathematically described and details of its application to the tetrahedron UMI are presented such as: infra-structure, hardware and software, data collection and of results. An Allan variance analysis is performed in order to detect and evaluate the main sources of noise existing in there Brazilian FOGs. As a practical application, a test with the aim of evaluating the accumulated error on attitude determination with the calibrated and non-calibrated gyros is shown. One concludes that the calibration procedure developed in this work could be used for tests in IMUs with a tetrahedral geometry (or not) that have potential to be utilized in the next Brazilian missions. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/07.14.20.56
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Resumo: |
Giroscópios a fibra óptica (GFO) são sensores utilizados em satélites para sistema de navegação inercial devido ás suas características de precisão, menor custo e viabilidade de industrialização. Os testes de giroscópios isolados do tipo \emph{Laser} ou Fibra Ótica são bastante difundidos e estão devidamente padronizados em normas específicas. Entretanto ao se integrarem essas unidades em uma estrutura mecânica, chamada de UMI (Unidade de Medida Inercial), podem ocorrer vários problemas que concorrem para piorar o desempenho da unidade. Este trabalho apresenta a calibração de um conjunto composto por quatro giroscópios de fibra ótica, em uma configuração tetraédrica, que foram desenvolvidos em empresa nacional. Neste trabalho, a calibração é realizada em solo através de ensaios em uma mesa servo-controlada de alta precisão de 3 eixos que cobre a faixa de trabalho dos giroscópios escolhidos. O procedimento é descrito matematicamente e detalhes de sua aplicação à UMI tetraédrica são apresentados tais como: infraestrutura, hardware e software, coleta de dados e aferição de resultados. Uma análise via variância Allan é realizada de modo a detectar e avaliar as principais fontes de ruídos existentes nos GFO nacionais. Como aplicação prática, é mostrado um teste com o objetivo de avaliar o erro acumulado em determinação de atitude com os giros calibrados e não-calibrados. Conclui-se que o procedimento de calibração desenvolvido neste trabalho poderá ser usado para testes de UMI com geometria tetraédrica que tenham potencial de utilização para as próximas missões brasileiras. |
