光读出高精度惯性传感器残余气体噪声仿真研究
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摘要: 高精度惯性传感器在航天、导航和精密测量等领域具有广泛的应用前景，对其噪声进行高精度评估具有重要意义。本文提出了一种基于Ray Tracing技术的残气噪声仿真方法。首先，基于真实的惯性传感器模型，模拟在轨条件下残余气体在惯性传感器电极笼中的运动，获得残气加速度噪声的统计特性；其次，探究了不同压强和温度对残余气体噪声的影响；最后，分析了敏感轴的残余气体噪声对非敏感轴的间隙大小的依赖关系。仿真结果表明：利用Ray Tracing技术能够模拟追踪残余气体与敏感结构相互作用过程，实现残气加速度噪声在10<sup>-15</sup>量级的高精度仿真。温度和压强对残气加速度噪声水平具有显著影响，且电极笼与测试质量的间隙减小将导致惯性传感器残气噪声功率谱增大。Abstract: 高精度惯性传感器在航天、导航和精密测量等领域具有广泛的应用前景，对其噪声进行高精度评估具有重要意义。本文提出了一种基于Ray Tracing技术的残气噪声仿真方法。首先，基于真实的惯性传感器模型，模拟在轨条件下残余气体在惯性传感器电极笼中的运动，获得残气加速度噪声的统计特性；其次，探究了不同压强和温度对残余气体噪声的影响；最后，分析了敏感轴的残余气体噪声对非敏感轴的间隙大小的依赖关系。仿真结果表明：利用Ray Tracing技术能够模拟追踪残余气体与敏感结构相互作用过程，实现残气加速度噪声在10<sup>-15</sup>量级的高精度仿真。温度和压强对残气加速度噪声水平具有显著影响，且电极笼与测试质量的间隙减小将导致惯性传感器残气噪声功率谱增大。
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