0SafranElectronics&DefenseBlueNaute半球谐振惯性系统北京中星寰宇科技wu.fei@staruniversal.cn1SafranElectronics&Defense(Sagem)公司简介欧洲第1、全球第3的惯性设备生产商;全球最主要的两家海上惯性设备生产商之一;惯性设备为全球超过40个国家的海军和海警舰船使用;提供法国海军全部现役主力战舰的主惯导设备;光纤陀螺(FOG)动力调谐陀螺(DTG)液浮式陀螺FloatedGyro1940-1950196019701980199020102030中等精度陀螺仪高精度陀螺仪激光陀螺(RLG)高昂的日常维护成本大大节约维护成本全寿命免维护半球谐振陀螺(HRG)(传感器)特性参数主要部件数量3重量45g功耗0.15w外形尺寸37*36*32mm谐振子直径20mm最高工作温度+155°C最低工作温度-95°CQ值(镀膜后)107频差0.5mHz零偏重复性Upto0.01°/hARWUpto0.0001°/√hMTBF1000000h冲击2000g可靠性:部件数量少,是HRG高可靠性的保证(MTBF1000,000小时);SWaP:在导航级陀螺仪中,HRG体积、重量、功耗最小;环境适用性:对振动、温度环境不敏感,抗冲击(>2000g),适应极区等恶劣环境工作;全角控制方案:通过控制电路,实现陀螺误差(漂移,比例因子)在线自标定;部件数量HRG表头组件半球谐振陀螺技术同时被NorthropGrumman和Sagem选中;Sagem通过平板电极专利,大幅降低了生产成本,扩展了产品应用范围;NorthropGrummanHRG130PSagemHRGSagem半球谐振陀螺技术特点:平板电极激光陀螺(RLG)半球谐振陀螺(HRG)陆地空中海上光纤陀螺(FOG)动力调谐陀螺(DTG)振动陀螺VibratingGyrosOEM*太空AHRSSIGMA95NSIGMA30SIGMA40/XPSIGMA95L10,20&30MS56seriesGADIRSRGUBGYAriane5FOGP1series10,20&30MS56series10,20&30MS56series10,20&30MS56seriesFMU-3NBlueNauteSIGMA20Epsilon2010年多前已经从产品目录中移除PRIMUSCIMLSkyNauteRegys20SpaceNaute“Hammer”系列CIMLIMUminiatureinertialheartboundTacticalIMUGyroBias:1to0.1deg/h2004太空REGYS20IRS,RateGyroModeBias:0.1deg/h2007寻北STERNANorthFinderbysinglegyro2milsin180s2009海上(军用)Sigma20MINS,1nm/hHeading0.05deg(RMS)2012海上(商用)BlueNauteIRS,AHRS,CompassHeadingupto0.08deg(RMS)2012车载(军用)Sigma20INS,0.15%DT(PE)Headingupto1mil2012车载(商用)Epsilon20INS,0.6%DT(PE)Headingupto4mils2012商用航空SkyNauteINS,3L/3Kg/20WPosition2Nm/h(95%)2013OEMPRIMUSIMUIMU,0.8L/450g/6WGyroBias:0.1to0.01deg/h2015Ariane6型运载火箭主惯性系统SpaceNauteIRS(6gyro,6Accelerometers)GyroBias:﹤﹤0.01deg/h3L/5Kg/15W20168半球谐振陀螺(HRG)原理:基于傅科摆牛顿定律:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止.傅科在1851年提出利用一个摆动体(傅科摆),给“振动平面”提供惯性,并测量地球自转。振动平面倾向于保持静止通过振动平面的受力、或者进动,推算载体的转动谐振子在静电力作用下,由两个正交振动模式叠加生成谐振驻波;半球谐振陀螺(HRG)原理:生成谐振驻波10全角模式(WA),积分陀螺载体平台发生转动时,谐振子的驻波谐振波型相对载体平台会发生进动;进动角度与载体转过角度成固定比例关系(约0.3);通过测量驻波波节的进动角度,计算得到载体平台转过的角度。力平衡模式(FTR),速率陀螺载体平台发生转动时,通过静电力控制驻波波型与载体平台保持相对静止;此时静电控制力与载体角速度成正比关系。精度高,噪声低动态范围有限对谐振子加工要求高动态范围大半球谐振陀螺(HRG)原理:两种工作模式11内部设计、开发、生产提高了生产率;激光陀螺制造厂(74,000平米车间&无尘室);为了支持不断增长的需求,于2010年开始投资建设新厂。新厂主要用于半球谐振陀螺(HRG)和激光陀螺(RLG)的生产产品:100%由公司内部设计、开发、生产12SagemHRG关键生产数据Sagem2015年HRG生产数据:5,000产能:25,00013BlueNaute:半球谐振陀螺技术的海上应用罗经“斯特拉斯堡号战列巡洋舰”惯导系统“SSBN可畏级核潜艇(LeRedoutable)”Barracuda级潜艇SIGMA40XP惯导系统Minicin“ASWTourvilleclass”2030Vard后勤支持船BlueNaute年的传承:Sagem的海上导航技术15旨在海上执行艰巨军事任务的高科技适于执行常规海上任务的先进技术SIGMA40RLGBlueNauteHRG技术:同时满足军用和民用需求16BlueNaute®:从COMPASS、AHRS到IRS®关键性能尺寸275×136×208mm(长×宽×高)功耗28W(典型值,24VDC)重量4.6kgMTBF10万小时(系统);100万小时(传感器)维护全寿命免维护、免标定接口4×RS422输入7×RS422输出以太网/RS422显控接口初始对准时间15分钟(码头);20分钟(海上)主要部件数量6认证IMO&Wheelmark(StandardandHighSpeed)~33V工作温度-40°C~+60°C冲击50g,11ms振动1g峰值(1~50Hz)EMI/EMCIEC60945防水IP67存储条件温度:-40°C~+80°C湿度:10~100%气压:600~1400hPa®工作和存储环境191300小时海上测试,以Sigma40激光陀螺惯导系统为测试基准®动态测试数据20®内部结构21®内部结构22RS422/RS232J1J2J3®外部接口23OFF海上对准海上航行港内对准港内航行Sea/Quay命令切换Sea/Quay命令切换PowerON20Min后自动切换15Min后自动切换海上对准需要辅助速度输入对舰船机动方式无要求港内对准对准期间平均速度为0®初始对准24海上工程船舶(半潜、浮标、光缆等)科学考察船海上油气平台浮式生产储油船(FPSO)后勤补给舰海警船/海监船水下机器人邮轮和豪华游艇测量基准(全寿命免标定)综合导航系统(INS)综合船桥系统(IBS)动力定位系统(DPS)®典型应用25®应用案例挪威海警挪威海军加拿大海军法国海军26美国海岸警备队®应用案例27高纬度地区应用28高纬度地区导航:特殊要求(罗经)惯性导航在高纬度地区非常重要GNSS在高纬度地区可靠性下降近岸导航受恶劣天气和可见度影响浮冰冲击和温差的影响INMARSATCOVERAGE29传统罗经:性能受限(在高纬度地区)磁罗经在高纬度地区受太阳风暴、频繁出现的其它恶劣气候现象影响;传统电罗经在高纬度地区性能下降严重;陀螺和加速度计的性能受纬度影响;惯性寻北原理本质为测量地球自转,靠近极点过程中测量灵敏度下降;30BlueNaute采用高性能传感器,系统在极地地区仍能保持高性能:BlueNautePremium在北纬77度的性能与传统电罗经北纬65度的性能相当(极圈附近);BlueNauteTitanium在北纬84度地区仍能正常工作;半球谐振陀螺极强的环境适应性,非常适合高纬度地区的恶劣工作环境(浮冰冲击,温差等)BlueNaute®的优势31OEM应用(PRIMUSIMU)产品(导航级,可用于国内民用)PRIMUSIMU用于陆地和海上应用;面向SWAP的设计,全球最小的商用导航级IMU;推荐应用水下定位水面导航陆地导航陀螺罗经寻北仪地理信息定位传递对准便携式导航设备其它应用产品性能PRIMUSIMU适用于各类陆地和海上应用;陀螺误差自标定,无长期漂移产品性能PRIMUSIMUPRIMUS400forNorthFinding产品性能PRIMUSIMUPRIMUS400forLandNavigation产品性能PRIMUSIMUAbsoluteGyroBiasResidueintemperature产品性能PRIMUSIMUGyroScaleFactorresidue厂区夜景欢迎您的咨询交流!北京中星寰宇科技wu.fei@staruniversal.cn