高精度光纤IMU的磁屏蔽方法及实验研究

惯性测量单元(IMU)是位置姿态系统(POS)的核心部分,IMU的精度很大程度上决定着POS精度。由于高精度光纤陀螺(FOG)的光纤线圈对磁场敏感,基于高精度FOG的IMU精度会受磁场影响而降低。本文研究了FOG磁敏感性机理,通过实验得出高精度光纤IMU对磁场敏感的结论。采用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell研究了磁屏蔽体采用不同材料、不同厚度时的磁屏蔽效能(SE),并进行了IMU磁屏蔽结构设计。通过亥姆霍兹线圈测试得到的磁屏蔽体实际屏蔽效能最高为48.20dB,与有限元分析结果基本一致。转台环境测试表明:屏蔽体使FOG漂移减小到9%以上;亥姆霍兹线圈测试表明:通过磁屏蔽使FOG零偏磁敏感度衰减2～21dB,漂移磁敏感度衰减9～23dB,对提高光纤IMU测试和应用精度以及机载环境适应性有重要意义。