專(zhuān)利名稱(chēng)：低成本光纖陀螺本征頻率測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖陀螺閉環(huán)處理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種低成本光纖陀螺本征
頻率測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
光在光纖陀螺光路中傳播一周所需的時(shí)間為光纖陀螺的渡約時(shí)間，其倒數(shù)為光纖陀螺本征頻率。在目前中高精度光纖陀螺中普遍采用全數(shù)字閉環(huán)處理技術(shù)，其基本原理是在陀螺的敏感光纖線圈中加入相位調(diào)制器作為反饋控制元件，使光纖環(huán)中正反兩向傳輸?shù)墓庵g產(chǎn)生非互易相位，從而補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的Sagnac相移。光纖陀螺的渡約時(shí)間取決于光路長(zhǎng)度及光纖折射率，在光纖環(huán)繞制過(guò)程中，可以通過(guò)光路長(zhǎng)度得到光纖環(huán)渡約時(shí)間的估計(jì)值，存在一定量誤差，且在后續(xù)光路盤(pán)繞、熔接以及返修等過(guò)程中，渡約時(shí)間均會(huì)發(fā)生變化。為提高陀螺精度，必須采取有效措施對(duì)光纖陀螺內(nèi)部各種噪聲源進(jìn)行有效抑制，其中光纖陀螺渡約時(shí)間測(cè)量不準(zhǔn)確而導(dǎo)致調(diào)制頻率誤差就是其中重要的噪聲源之一。當(dāng)光纖陀螺調(diào)制頻率與本征頻率存在誤差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致陀螺死區(qū)增大，并影響陀螺零偏。目前在生產(chǎn)中普遍采用是人工手動(dòng)利用示波器等測(cè)試設(shè)備進(jìn)行離線測(cè)量，受測(cè)試設(shè)備及人工測(cè)試的影響，不僅增加了測(cè)試和人工成本，且引入一定量人為觀測(cè)誤差。在公開(kāi)的文獻(xiàn)和資料中，CN101144720A光纖陀螺渡約時(shí)間在線精密測(cè)量方法，采用方波對(duì)光纖陀螺進(jìn)行調(diào)制，并利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器對(duì)輸出采樣序列進(jìn)行二值化濾波、計(jì)數(shù)，從而得到光纖陀螺渡約時(shí)間。該方法的缺陷在 于:受模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及光學(xué)相位調(diào)制器本身精度以及光路、電路噪聲影響，對(duì)測(cè)量精度影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量低成本光纖陀螺本征頻率時(shí)，受測(cè)試設(shè)備及人工測(cè)試的影響，不僅增加了生產(chǎn)成本，且存在誤差的缺陷，提供一種低成本光纖陀螺本征頻率測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)在不增加硬件設(shè)施的前提下，通過(guò)借用光纖陀螺現(xiàn)有硬件條件及對(duì)該硬件的相應(yīng)控制，精確測(cè)得光纖陀螺的本征頻率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的低成本光纖陀螺本征頻率測(cè)量方法，包括以下步驟:( I)對(duì)光學(xué)信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，相位調(diào)制的相位高度任意，調(diào)制周期大于預(yù)估光纖陀螺的光纖環(huán)渡越時(shí)間；順時(shí)針光波受到的調(diào)制信號(hào)相位Φ α)的公式如下:
f (=kxT (/) = <
(O kxT<i<(k + ke)xr其中，Φπ*調(diào)制相位高度，取任意值，T為數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換周期，k為周期數(shù)，k。為調(diào)制信號(hào)周期數(shù)，hXT大于預(yù)估的光纖陀螺渡約時(shí)間；由于光纖環(huán)本身存在渡約時(shí)間τ，逆時(shí)針光波受到的調(diào)制信號(hào)相位Φε α_ τ )的公式如下:
權(quán)利要求
1.一種低成本光纖陀螺本征頻率測(cè)量方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)對(duì)光學(xué)信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，相位調(diào)制的相位高度任意，調(diào)制周期大于預(yù)估光纖陀螺的光纖環(huán)渡越時(shí)間； 順時(shí)針光波受到的調(diào)制信號(hào)相位Φ α)的公式如下:
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低成本光纖陀螺本征頻率測(cè)量方法，通過(guò)對(duì)光纖環(huán)的相位調(diào)制，調(diào)制信號(hào)高度任意，調(diào)制信號(hào)周期大于預(yù)估光纖環(huán)渡越時(shí)間，得到實(shí)際光纖環(huán)受到的調(diào)制信號(hào)相位，然后，通過(guò)時(shí)序控制，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)探測(cè)器輸出信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成采樣序列，最后，利用采樣序列與調(diào)制信號(hào)序列進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)運(yùn)算，并在一定范圍內(nèi)求極值，結(jié)合數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換周期，從而計(jì)算得到渡約時(shí)間，然后渡約時(shí)間倒數(shù)即為本征頻率。該方法可以在不增加任何成本的前提下，快速有效的測(cè)量光纖陀螺本征頻率，從而為系統(tǒng)調(diào)制信號(hào)周期提供有效依據(jù)，以消除本征頻率漂移造成的系統(tǒng)零偏，滿(mǎn)足低成本光纖陀螺的測(cè)試需求，其測(cè)試精度亦滿(mǎn)足中低精度光纖陀螺的精度需求。
文檔編號(hào)G01C19/72GK103105177SQ20131002057
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者邵志浩, 李星善, 袁慧錚, 陸俊清, 鄭永強(qiáng) 申請(qǐng)人:湖北航天技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)所