一种光纤陀螺仪的温度补偿方法、装置及光纤陀螺仪制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光纤陀螺仪的温度补偿方法、装置及光纤陀螺仪，涉及导航仪器技术领域，主要解决了单一温度传感器的光纤陀螺存在温度补偿不足的技术问题。该发明专利技术包括：采用多个温度传感器分别采集光纤陀螺仪的多个位置的温度值，得到多个温度值；根据所述多个温度值构建零偏温度补偿模型；采用所述零偏温度补偿模型对光纤陀螺仪的输出进行补偿，得到补偿后的输出量。因此，本发明专利技术采用多个传感器对光纤陀螺的不同部分的温度进行采集，然后将采集的温度数据进行多元线性回归分析，以求得显著自变量，再构成高度拟合光纤陀螺实际情况，得出温度补偿结果，使光纤陀螺测量得更精确、更高效。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤陀螺仪的温度补偿方法、装置及光纤陀螺仪
本专利技术涉及导航仪器
，尤其涉及一种光纤陀螺仪的温度补偿方法、装置及光纤陀螺仪。
技术介绍
目前，光纤陀螺的环境适应性是限制高精度光纤陀螺工程应用的瓶颈所在，其中最为棘手的就是光纤陀螺温度敏感性问题。温度变化引入的Shupe效应误差是光纤陀螺中的主要误差因素，对高精度光纤陀螺而言，热致Shupe效应是最大误差源，严重制约了高精度光纤陀螺在军用领域中的应用。降低光纤陀螺温度敏感性的方法除硬件设计、工艺优化等技术途径外，针对光纤陀螺的温度漂移趋势，建立适合工程应用的光纤陀螺温度漂移模型，是高精度光纤陀螺工程应用过程中的必需关键技术。导航级光纤陀螺可以应用于多数导航、定位定向和姿态控制领域，具有极大的应用潜力，其应用领域决定了其必须具备快速启动的能力，所以对变温条件下的陀螺漂移进行温度建模与补偿是该级别陀螺工程化应用过程中必须要攻克的关键技术。现有技术中，针对光纤陀螺进行了温度建模及补偿工作，在0.5℃/min的变温速率下，多数陀螺全温零偏稳定性优于0.01°/h，可以满足部分导航级应用需求。但在大温变速率(1℃/min～5℃/min)变温或不规则变温条件下，光纤陀螺输出仍存在残余Shupe效应误差，且精度远逊于常温静态精度，主要原因有：1)受温变速率滞后影响，补偿量总存在一定的滞后；2)部分陀螺温变速率转折处的零偏尖峰得不到很好的补偿；3)在某些特定条件下，陀螺内部温度传感器反映的温度及温变速率与陀螺实际输出不具备对应关系。分析以上问题，除了与光纤环圈本身的变温特性有关外，与温度传感器反映的温度场变化也有较大关系。目前，光纤陀螺内部只有一个温度传感器，由于光纤陀螺结构和磁屏蔽材料对传感器反映的温度有一定延迟，而且温度传感器在光纤陀螺中所处的位置不同，反映出的温度尤其是温度变化存在很大的差异，因此，仅参考一个温度传感器的温度信息很难完全反映陀螺所处环境的温度变化，离线建模过程中便会发现：光纤陀螺零偏漂移仍存在较大残余，补偿后精度无法满足要求。
技术实现思路
本专利技术其中一个目的是为了提出一种光纤陀螺仪的温度补偿方法、装置及光纤陀螺仪，解决了现有技术中具有单一温度传感器的光纤陀螺存在温度补偿不足的技术问题。本专利技术优选实施方案中能够达到诸多有益效果，具体见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术的一种光纤陀螺仪的温度补偿方法，其包括：采用多个温度传感器分别采集光纤陀螺仪的多个位置的温度值，得到多个温度值；根据所述多个温度值构建零偏温度补偿模型；采用所述零偏温度补偿模型对光纤陀螺仪的输出进行补偿，得到补偿后的输出量。进一步的，所述根据所述多个温度值构建零偏温度补偿模型，包括：构建与所述温度值相关的自变量；根据所述光纤陀螺仪的实际输出量构建因变量；采用预设的多元线性回归函数，对所述自变量和所述因变量进行多元线性回归处理，确定多元线性回归函数的系数，以构建多元线性回归的零偏温度补偿模型。进一步的，所述温度值相关的自变量包括：对应各个温度值的三阶变量；预定温度值之间的温度差；预定温度值之间的温度变化率差。进一步的，所述多个温度值包括：第一温度值，所述第一温度值是第一温度传感器检测得到的温度值，所述第一温度传感器设置于光纤环圈外壁上；第二温度值，所述第二温度值是第二温度传感器检测得到的温度值，所述第二温度传感器设置于光纤环圈上表面上；第三温度值，所述第三温度值是第三温度传感器检测得到的温度值，所述第三温度传感器设置于磁屏蔽罩上；第四温度值，所述第四温度值是第四温度传感器检测得到的温度值，所述第四温度传感器设置于光纤环圈的中心点上；第五温度值，所述第五温度值是第五温度传感器检测得到的温度值，所述第五温度传感器设置于光纤环圈内壁上。进一步的，所述预定温度值之间的温度差包括：第一温度差，所述第一温度差为第三温度值与所述第四温度值之间的差值；第二温度差，所述第二温度差为第二温度值与所述第四温度值之间的差值；第三温度差，所述第三温度差为第一温度值与所述第五温度值之间的差值。进一步的，所述预定温度值之间的温度变化率差，包括：第一温度变化率差，所述第一温度变化率差为第三温度值与所述第四温度值之间的温度变化率差；第二温度变化率差，所述第二温度变化率差为第二温度值与所述第四温度值之间的温度变化率差；第三温度变化率差，所述第三温度变化率差为第一温度值与所述第五温度值之间的温度变化率差。进一步的，所述预设的多元线性回归函数为Stepwisefit函数或者Stepwise函数。进一步的，所述采用预设的多元线性回归函数，对所述自变量和所述因变量进行多元线性回归处理，确定多元线性回归函数的系数，包括：采用所述Stepwisefit函数或者Stepwise函数，对所述自变量和所述因变量进行多元线性回归处理，剔除所述自变量中的不显著项；采用剔除处理后的自变量和对应的因变量进行多元线性回归处理，确定多元线性回归函数的系数。本专利技术还包括一种温度补偿装置，其由控制模块，及与所述控制模块相连接的存储模块、采集模块、模型构建模块组成；所述采集模块，用于采集光纤陀螺仪的多个位置的温度值；所述模型构建模块，用于根据多个位置的温度值构建零偏温度补偿模型；所述控制模块，用于采用所述零偏温度补偿模型对光纤陀螺仪的输出进行补偿，得到补偿后的输出量。本专利技术还包括一种光纤陀螺仪，其包括：本体；以及，位于本体内的光纤环圈、多个温度传感器和如上所述的装置。本专利技术提供的一种光纤陀螺仪的温度补偿方法、装置及光纤陀螺仪至少具有如下有益技术效果：本专利技术采用多个传感器对光纤陀螺的不同部分的温度进行采集，然后将采集的温度数据进行多元线性回归分析，以求得显著自变量，再构成高度拟合光纤陀螺实际情况，得出温度补偿结果，使光纤陀螺测量得更精确、更高效。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一种光纤陀螺仪的温度补偿方法的流程示意图；图2是本专利技术的光纤陀螺局部结构示意图；图3是本专利技术的补偿结果示意图；图4是本专利技术的一种温度补偿装置的结构示意图；图中1-控制模块，2-存储模块，3-采集模块，4-模型构建模块，5-光纤环圈，6-磁屏蔽罩。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤陀螺仪的温度补偿方法，其特征在于，包括：/n采用多个温度传感器分别采集光纤陀螺仪的多个位置的温度值，得到多个温度值；/n根据所述多个温度值构建零偏温度补偿模型；/n采用所述零偏温度补偿模型对光纤陀螺仪的输出进行补偿，得到补偿后的输出量。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺仪的温度补偿方法，其特征在于，包括：
采用多个温度传感器分别采集光纤陀螺仪的多个位置的温度值，得到多个温度值；
根据所述多个温度值构建零偏温度补偿模型；
采用所述零偏温度补偿模型对光纤陀螺仪的输出进行补偿，得到补偿后的输出量。


2.根据权利要求1所述的温度补偿方法，其特征在于，所述根据所述多个温度值构建零偏温度补偿模型，包括：
构建与所述温度值相关的自变量；
根据所述光纤陀螺仪的实际输出量构建因变量；
采用预设的多元线性回归函数，对所述自变量和所述因变量进行多元线性回归处理，确定多元线性回归函数的系数，以构建多元线性回归的零偏温度补偿模型。


3.根据权利要求2所述的温度补偿方法，其特征在于，所述温度值相关的自变量包括：
对应各个温度值的三阶变量；
预定温度值之间的温度差；
预定温度值之间的温度变化率差。


4.根据权利要求3所述的温度补偿方法，其特征在于，所述多个温度值包括：
第一温度值，所述第一温度值是第一温度传感器检测得到的温度值，所述第一温度传感器设置于光纤环圈外壁上；
第二温度值，所述第二温度值是第二温度传感器检测得到的温度值，所述第二温度传感器设置于光纤环圈上表面上；
第三温度值，所述第三温度值是第三温度传感器检测得到的温度值，所述第三温度传感器设置于磁屏蔽罩上；
第四温度值，所述第四温度值是第四温度传感器检测得到的温度值，所述第四温度传感器设置于光纤环圈的中心点上；
第五温度值，所述第五温度值是第五温度传感器检测得到的温度值，所述第五温度传感器设置于光纤环圈内壁上。


5.根据权利要求4所述的温度补偿方法，其特征在于，所述预定温度值之间的温度差包括：
第一温度差，所述第一温度差为第三温度值与所述第四温度值之间的差...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠伟，
申请(专利权)人：北京思卓博瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11