一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法技术

本发明专利技术公开了一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法，属于惯性领域，其技术方案要点是，将安装在激光陀螺测试基座上的激光陀螺放在三维亥姆霍兹线圈中，在激光陀螺进行工作状态后，调节亥姆霍兹线圈驱动电源，使其在三维亥姆霍兹线圈的X方向产生频率为f、幅度为M的正弦调制磁场，利用激光陀螺信号采集装置对待测激光陀螺的输出信号进行采集和记录，得到的N个采样数据x[n](n＝0,1,…,N‑1进行离散傅里叶变换，对计算得到的N个离散傅里叶变换数据X[k](k＝0,1,…,N‑1)绘制二维曲线图，在绘制的二维曲线图中，找出横坐标等于正弦调制磁场频率f处附近的峰值曲线对应的峰值纵坐标数值y。避免了激光陀螺输出信号中的随机误差和缓慢漂移对测量结果的影响。

A method to accurately measure the sensitivity of laser gyro's bias magnetic field

【技术实现步骤摘要】
一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法
本专利技术涉及惯性
，具体而言，涉及一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法。
技术介绍
激光陀螺的零偏稳定性是评价激光陀螺性能的主要指标，同时也是影响应用激光陀螺的惯性导航系统、定位定向系统和其它应用系统性能的关键因素。其中，环境磁场对激光陀螺零偏的影响较为突出。磁场引起的零偏是一种由光学加工、装配调试及激光控制等因素而导致的激光陀螺综合性误差。激光陀螺零偏磁场灵敏度是衡量激光陀螺性能的重要技术指标之一，准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度对于评价激光陀螺性能十分重要。中华人民共和国国家军用标准《GJB2427—95，激光陀螺仪测试方法》提供了一种简易的激光陀螺零偏磁场灵敏度的测试方法。该测试方法利用施加磁场与不施加磁场时激光陀螺输出信号的差值来计算激光陀螺零偏磁场灵敏度。但是该测试方法没有考虑激光陀螺输出信号中包含的随机误差和缓慢漂移。对于典型的激光陀螺，随机误差和缓慢漂移的数值相比于零偏磁场灵敏度而言，其数值大小不可忽视，影响了零偏磁场灵敏度的测量精度。为此，提出一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法，包括其如下步骤：S1、将安装在激光陀螺测试基座上的激光陀螺放在三维亥姆霍兹线圈中，使得激光陀螺位于三维亥姆霍兹线圈的中心位置，并调整角度和方位使得激光陀螺的敏感轴IA及另外两个轴NA和LA分别与三维亥姆霍兹线圈的三组线圈的法向平行；S2、使用激光陀螺配套电缆连接激光陀螺信号采集装置和激光陀螺，使用三维亥姆霍兹线圈配套电缆连接亥姆霍兹线圈驱动电源和三维亥姆霍兹线圈；S3、在激光陀螺进行工作状态后，调节亥姆霍兹线圈驱动电源，使其在三维亥姆霍兹线圈的X方向产生频率为f、幅度为M的正弦调制磁场；S4、利用激光陀螺信号采集装置对待测激光陀螺的输出信号进行采集和记录，其中，输出信号单位变换为°/h；采样时间间隔为τ0，采样点数为N，总采样时间T＝N×τ0；S5、对步骤4得到的N个采样数据x[n](n＝0,1,…,N-1)进行离散傅里叶变换：S6、对步骤5计算得到的N个离散傅里叶变换数据X[k](k＝0,1,…,N-1)绘制二维曲线图，二维曲线图的横坐标数据计算公式为x＝k/T，单位为Hz；二维曲线图纵坐标数据计算公式为y＝2abs(X[k])/N，单位为°/h；S7、在步骤6绘制的二维曲线图中，找出横坐标等于正弦调制磁场频率f处附近的峰值曲线对应的峰值纵坐标数值y，根据y的值，计算所测量的激光陀螺的IA方向磁敏感性数值为y/M，单位为°/h/mT；S8、调整三维亥姆霍兹线圈驱动电源，使三维亥姆霍兹线圈分别在Y方向和Z方向产生频率为f、幅度为M的正弦调制磁场，重复步骤3～步骤7，分别得到所测量的激光陀螺的NA方向和LA方向的磁敏感性数值；S9、关闭三维亥姆霍兹线圈和激光陀螺，结束测试。进一步地，其中，对待测的激光陀螺进行通电预热，直至激光陀螺进入稳定工作状态。进一步地，所述三维亥姆霍兹线圈在亥姆霍兹线圈驱动电源的驱动下，可在三个互相垂直的方向产生所需要的磁场。进一步地，所述激光陀螺测试工装为无磁材料加工而成，用于将待测的激光陀螺固定于三维亥姆霍兹线圈的中心。进一步地，S3中描述的频率f范围为0.2Hz～0.05Hz，幅度M范围为0.1mT～2.0mT。进一步地，S4中描述的总采样时间满足T≥10/f。进一步地，在S5的描述中，可采用Matlab或其它数学工具库里提供的符合离散傅里叶变换公式的快速傅里叶变换(FFT)算法以提高计算效率。应用本专利技术的技术方案，有益效果是：该种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法，通过引入以低频调制的外部磁场，对激光陀螺的输出信号产生激励，然后利用数字信号处理技术，从激光陀螺的输出信号中提取磁场引起的激光陀螺零偏，避免了激光陀螺输出信号中的随机误差和缓慢漂移对测量结果的影响，从而达到提高激光陀螺零偏磁场灵敏度的测量精度的目的。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术的整体结构图。其中，上述附图包括以下附图标记：1、三维亥姆霍兹线圈；2、亥姆霍兹线圈驱动电源；3、激光陀螺测试基座；4、激光陀螺信号采集装置；5、激光陀螺。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法，包括其如下步骤：S1、将安装在激光陀螺测试基座3上的激光陀螺5放在三维亥姆霍兹线圈1中，使得激光陀螺5位于三维亥姆霍兹线圈1的中心位置，并调整角度和方位使得激光陀螺5的敏感轴IA及另外两个轴NA和LA分别与三维亥姆霍兹线圈1的三组线圈的法向平行；S2、使用激光陀螺配套电缆连接激光陀螺信号采集装置4和激光陀螺5，使用三维亥姆霍兹线圈配套电缆连接亥姆霍兹线圈驱动电源2和三维亥姆霍兹线圈1；S3、在激光陀螺5进行工作状态后，调节亥姆霍兹线圈驱动电源2，使其在三维亥姆霍兹线圈1的X方向产生频率为f、幅度为M的正弦调制磁场；S4、利用激光陀螺信号采集装置4对待测激光陀螺5的输出信号进行采集和记录，其中，输出信号单位变换为°/h；采样时间间隔为τ0，采样点数为N，总采样时间T＝N×τ0；S5、对步骤4得到的N个采样数据x[n](n＝0,1,…,N-1)进行离散傅里叶变换：S6、对步骤5计算得到的N个离散傅里叶变换数据X[k](k＝0,1,…,N-1绘制二维曲线图，二维曲线图的横坐标数据计算公式为x＝k/T，单位为Hz；二维曲线图纵坐标数据计算公式为y＝2abs(X[k])/N其中abs表示求复数的幅度，单位为°/h；S7、在步骤6绘制的二维曲线图中，找出横坐标等于正弦调制磁场频率f即x＝f处附近的峰值曲线对应的峰值纵坐标数值y，根据y的值，计算所测量的激光陀螺5的IA方向磁敏感性数值为y/M，单位为°/h/mT；S8、调整三维亥姆霍兹线圈驱动电源2，使三维亥姆霍兹线圈1分别在Y方向和Z方向产生频率为f、幅度为M的正弦调制磁场，重复步骤3～步骤7，分别得到所测量的激光陀螺5的NA方向和LA方向的磁敏感性数值。S9、关闭三维亥姆霍兹线圈1和激光陀螺5，结束测试。本专利技术中，激光陀螺5的IA、NA和LA的定义依据文献中华人民共和国国家军用标准《GJB2427—95，激光陀螺仪测试方法》，与之对应的三维亥姆霍兹线圈1的三组线圈的法向分别记为X方向、Y方向和Z方向。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法，其特征在于包括其如下步骤：/nS1、将安装在激光陀螺测试基座上的激光陀螺放在三维亥姆霍兹线圈中，使得激光陀螺位于三维亥姆霍兹线圈的中心位置，并调整角度和方位使得激光陀螺的敏感轴IA及另外两个轴NA和LA分别与三维亥姆霍兹线圈的三组线圈的法向平行；/nS2、使用激光陀螺配套电缆连接激光陀螺信号采集装置和激光陀螺，使用三维亥姆霍兹线圈配套电缆连接亥姆霍兹线圈驱动电源和三维亥姆霍兹线圈；/nS3、在激光陀螺进行工作状态后，调节亥姆霍兹线圈驱动电源，使其在三维亥姆霍兹线圈的X方向产生频率为f、幅度为M的正弦调制磁场；/nS4、利用激光陀螺信号采集装置对待测激光陀螺的输出信号进行采集和记录，其中，输出信号单位变换为°/h；采样时间间隔为τ

【技术特征摘要】
1.一种准确测量激光陀螺零偏磁场灵敏度的方法，其特征在于包括其如下步骤：
S1、将安装在激光陀螺测试基座上的激光陀螺放在三维亥姆霍兹线圈中，使得激光陀螺位于三维亥姆霍兹线圈的中心位置，并调整角度和方位使得激光陀螺的敏感轴IA及另外两个轴NA和LA分别与三维亥姆霍兹线圈的三组线圈的法向平行；
S2、使用激光陀螺配套电缆连接激光陀螺信号采集装置和激光陀螺，使用三维亥姆霍兹线圈配套电缆连接亥姆霍兹线圈驱动电源和三维亥姆霍兹线圈；
S3、在激光陀螺进行工作状态后，调节亥姆霍兹线圈驱动电源，使其在三维亥姆霍兹线圈的X方向产生频率为f、幅度为M的正弦调制磁场；
S4、利用激光陀螺信号采集装置对待测激光陀螺的输出信号进行采集和记录，其中，输出信号单位变换为°/h；采样时间间隔为τ0，采样点数为N，总采样时间T＝N×τ0；
S5、对步骤4得到的N个采样数据x[n](n＝0,1,…,N-1)进行离散傅里叶变换：



S6、对步骤5计算得到的N个离散傅里叶变换数据X[k](k＝0,1,…,N-1)绘制二维曲线图，二维曲线图的横坐标数据计算公式为x＝k/T，单位为Hz；二维曲线图纵坐标数据计算公式为y＝2abs(X[k])/N，单位为°/h；
S7、在步骤6绘制的二维曲线图中，找出横坐标等于正弦调制磁场频率f处附近的峰值曲线对应的峰值纵坐标数值y，根据y的值，计算所测量的激光陀螺的IA方向磁敏感性数值为y/M，单位为°/h/mT；
S8、调整三维亥姆霍兹线圈驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶谷音，黄云，黄宗升，许光明，战德军，孙志刚，
申请(专利权)人：江西驰宇光电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36