Scale Factor Error and Random Walk Characteristics of a Body Dither Type Ring Laser Gyro

몸체진동형 링레이저 자이로의 환산계수 오차 및 불규칙잡음 특성

In this paper, we estimate the scale factor error and random walk characteristics of the ring laser gyro which has the body dither for Lock-in compensation. And then, we compared those results with the static test results for 28cm square ring laser gyro which has about 0.5 deg/sec static Lock-in. In the case of sinusoidal body dither, dynamic Lock-in occurs periodically at the points where the gyro output pulse becomes the integer multiples of body dither frequency. The width of dynamic Lock-in is changed by variation of dither amplitude, and, between the width of dynamic Lock-in which occurs at the even multiple points of body dither frequency and that at the odd muliple points of body dither frequency, it has 180o phase difference. Generally random body dither is adopted to compensate for dynamic Lock-in. Then if the irregularity is not large enough, the scale factor error by dynamic Lock-in is not vanished. And if the irregularity is large enough, the scale factor error decreases, but random walk becomes larger relatively. And we confirmed that the larger body dither amplitude, the smaller random walk.

본 논문에서는 몸체진동에 의하여 Lock-in을 보상해주는 링레이저 자이로의 환산계수 오차와 불규칙잡음 특성을 시뮬레이션에 의해서 예측하였다. 그리고 그 결과를 약 0.5deg/sec의 static Lock-in을 갖는 28cm인 4각형 링레이저 자이로에 대한 정적시험 결과와 비교하였다. 진폭이 일정한 정현파 몸체진동을 인가하는 경우에 자이로의 출력 펄스가 몸체진동 진동수의 정수배가 되는 지점에서 주기적으로 dynamic Lock-in이 발생한다. Dynamic Lock-in의 폭은 몸체진동의 진폭에 따라서 변화하는데, 입력가속도가 몸체진동 진동수의 짝수배 지점과 홀수배 지점에서 나타나는 dynamic Lock-in의 폭은 180도 위상차이를 가짐을 알 수 있었다. 그리고 dynamic Lock-in을 보상해주기 위하여 불규칙진동을 추가로 인가하는데 이 불규칙성이 작으면 dynamic Lock-in에 의한 환산계수 오차가 제거되지 않으며, 불규칙성이 커지면 환산계수 오차는 줄어들지만 불규칙 잡음이 상대적으로 커짐을 알 수 있었다. 그리고 불규칙 잡음은 몸체진동의 진폭이 클수록 작아짐을 확인하였다.