一种光纤陀螺及光纤陀螺的角速度校正方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种光纤陀螺及光纤陀螺的角速度校正方法，该光纤陀螺包括光源、分束器、耦合器、调制器、多芯光纤环圈、光电探测器、角速度计算模块、波长检测模块和纤长检测模块，角速度计算模块分别与光电探测器、波长检测模块和纤长检测模块电连接，角速度计算模块用于根据光电探测器提供的干涉参量计算光纤陀螺的角速度，还用于根据波长检测模块提供的平均光波长和纤长检测模块提供的多芯光纤环圈纤长对角速度进行校正。本发明专利技术实施例可以在线监测光纤陀螺的标度因数，进而对光纤陀螺的角速度进行校正，延长光纤陀螺的免标定工作时间，有效提升光纤惯性导航系统的长航时的导航定位精度。导航定位精度。导航定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤陀螺及光纤陀螺的角速度校正方法


[0001]本专利技术实施例涉及陀螺仪
，尤其涉及一种光纤陀螺及光纤陀螺的角速度校正方法。

技术介绍

[0002]战略导弹、飞航导弹、大型水面舰船、潜艇等都需要高精度的惯性导航系统，其中大型舰船和潜艇具有续航力强、任务周期长，配置武器多等特点，因此要求装备与该特点相适应的长周期、高精度的自主导航设备。而惯性导航系统的自主性、实时性、连续性的技术特点使其成为满足海军舰艇要求的最佳导航设备。随着我国海上兵力作战活动范围的拓展以及海上战争形态由近海防御向远海防卫转型等新形势需求，对长航时工作状态下的高精度惯性导航系统提出了越来越迫切的需求。因此大力发展高精度惯性导航装备，实现水面舰艇和潜艇的长航时精确自主导航具有重要的现实意义。
[0003]高精度光纤陀螺是一种高性价比的光电惯性元件，具有体积小、成本低、高精度、高可靠、全固态静默式工作、系统兼容性强等特点，以其为核心的惯性测量产品已广泛应用于航海、陆用以及航空航天等诸多领域。但是，光纤陀螺的标度因数长期稳定性是限制光纤陀螺长航时应用的主要因素。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种光纤陀螺及光纤陀螺的角速度校正方法，以在线监测光纤陀螺的标度因数，提升光纤惯性导航系统的导航定位精度。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种光纤陀螺，包括光源、分束器、耦合器、调制器、多芯光纤环圈、光电探测器、角速度计算模块、波长检测模块和纤长检测模块，其中，所述多芯光纤环圈至少包括第一纤芯和第二纤芯；所述角速度计算模块分别与所述光电探测器、所述波长检测模块和所述纤长检测模块电连接；
[0006]所述光源发出的光线进入所述分束器，由所述分束器分束为测量光束和参考光束，所述参考光束进入所述波长检测模块，所述波长检测模块用于检测所述参考光束的平均光波长；
[0007]所述测量光束经由所述耦合器进入所述调制器，并由所述调制器分为第一光束和第二光束，所述第一纤芯传导所述第一光束，所述第二纤芯传导所述第二光束；
[0008]所述第一光束进入所述多芯光纤环圈中的第一纤芯中产生相位差，然后回到所述调制器上产生干涉，形成干涉光，所述干涉光通过耦合器进入所述光电探测器；所述光电探测器用于检测所述第一光束的干涉参量；
[0009]所述第二光束进入所述多芯光纤环圈中的第二纤芯中并进入所述纤长检测模块；所述纤长检测模块用于根据所述第二光束确定多芯光纤环圈纤长；
[0010]所述角速度计算模块用于根据所述光电探测器提供的干涉参量计算光纤陀螺的角速度，还用于根据所述波长检测模块提供的所述平均光波长和所述纤长检测模块提供的
所述多芯光纤环圈纤长对所述角速度进行校正。
[0011]可选地，所述波长检测模块包括光谱分析仪，所述纤长检测模块包括光时域反射仪。
[0012]可选地，所述参考光束和所述测量光束的光强比例为2:98。
[0013]可选地，所述光源为放大自发辐射光源，所述耦合器为保偏光纤耦合器，所述调制器为Y波导调制器，所述多芯光纤环圈为多芯保偏光纤环圈。
[0014]可选地，所述多芯光纤环圈还包括应力棒和包层，所述第一纤芯、所述第二纤芯和所述应力棒由所述包层包裹，所述第一纤芯和所述第二纤芯的相对的两侧分别设置有所述应力棒。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种光纤陀螺的角速度校正方法，应用第一方面任一项所述的光纤陀螺，包括：
[0016]获取所述多芯光纤环圈的干涉参量；
[0017]根据所述干涉参量，计算所述光纤陀螺的角速度；
[0018]确定所述光纤陀螺的标度因数修正系数；
[0019]根据所述标度因数修正系数，校正所述光纤陀螺的角速度。
[0020]可选地，所述确定所述光纤陀螺的标度因数修正系数，包括：
[0021]确定所述光纤陀螺的初始标度因数比例系数；
[0022]确定所述光纤陀螺的当前标度因数比例系数；
[0023]根据所述初始标度因数比例系数和所述当前标度因数比例系数，计算所述光纤陀螺的标度因数修正系数。
[0024]可选地，所述确定所述光纤陀螺的初始标度因数比例系数，包括：
[0025]获取所述光纤陀螺的初始平均光波长；
[0026]获取所述光纤陀螺的初始多芯光纤环圈纤长；
[0027]根据所述初始平均光波长和所述初始多芯光纤环圈纤长以及标度因数计算公式，确定所述光纤陀螺的所述初始标度因数比例系数。
[0028]可选地，所述确定所述光纤陀螺的当前标度因数比例系数，包括：
[0029]获取所述光纤陀螺的当前平均光波长；
[0030]获取所述光纤陀螺的当前多芯光纤环圈纤长；
[0031]根据所述当前平均光波长和所述当前多芯光纤环圈纤长以及所述标度因数计算公式，确定所述光纤陀螺的所述当前标度因数比例系数。
[0032]可选地，所述根据所述初始标度因数比例系数和所述当前标度因数比例系数
，计算所述光纤陀螺的标度因数修正系数，包括：
[0033]根据所述光纤陀螺的标度因数修正系数，在所述光纤陀螺的角速度的计算公式中对标度因数进行修正。
[0034]本专利技术实施例提供了一种光纤陀螺，该光纤陀螺包括光源、分束器、耦合器、调制器、多芯光纤环圈、光电探测器、角速度计算模块、波长检测模块和纤长检测模块，其中，多芯光纤环圈至少包括第一纤芯和第二纤芯；角速度计算模块分别与光电探测器、波长检测模块和纤长检测模块电连接，波长检测模块用于检测参考光束的平均光波长，光电探测器用于检测第一光束的干涉参量，纤长检测模块用于根据第二光束确定多芯光纤环圈纤长，角速度计算模块用于根据光电探测器提供的干涉参量计算光纤陀螺的角速度，还用于根据波长检测模块提供的平均光波长和纤长检测模块提供的多芯光纤环圈纤长对角速度进行校正。本专利技术实施例可以在线监测光纤陀螺的标度因数，进而对光纤陀螺的角速度进行校正，延长光纤陀螺的免标定工作时间，有效提升光纤惯性导航系统的长航时的导航定位精度。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0036]图1是本专利技术实施例提供的一种光纤陀螺的结构示意图；
[0037]图2是本专利技术实施例提供的一种多芯光纤环圈的截面示意图；
[0038]图3是本专利技术实施例提供的一种光纤陀螺的角速度校正方法的流程示意图；
[0039]图4是本专利技术实施例提供的另一种光纤陀螺的角速度校正方法的流程示意图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺，其特征在于，包括光源、分束器、耦合器、调制器、多芯光纤环圈、光电探测器、角速度计算模块、波长检测模块和纤长检测模块，其中，所述多芯光纤环圈至少包括第一纤芯和第二纤芯；所述角速度计算模块分别与所述光电探测器、所述波长检测模块和所述纤长检测模块电连接；所述光源发出的光线进入所述分束器，由所述分束器分束为测量光束和参考光束，所述参考光束进入所述波长检测模块，所述波长检测模块用于检测所述参考光束的平均光波长；所述测量光束经由所述耦合器进入所述调制器，并由所述调制器分为第一光束和第二光束，所述第一纤芯传导所述第一光束，所述第二纤芯传导所述第二光束；所述第一光束进入所述多芯光纤环圈中的第一纤芯中产生相位差，然后回到所述调制器上产生干涉，形成干涉光，所述干涉光通过耦合器进入所述光电探测器；所述光电探测器用于检测所述第一光束的干涉参量；所述第二光束进入所述多芯光纤环圈中的第二纤芯中并进入所述纤长检测模块；所述纤长检测模块用于根据所述第二光束确定多芯光纤环圈纤长；所述角速度计算模块用于根据所述光电探测器提供的干涉参量计算光纤陀螺的角速度，还用于根据所述波长检测模块提供的所述平均光波长和所述纤长检测模块提供的所述多芯光纤环圈纤长对所述角速度进行校正。2.根据权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于，所述波长检测模块包括光谱分析仪，所述纤长检测模块包括光时域反射仪。3.根据权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于，所述参考光束和所述测量光束的光强比例为2:98。4.根据权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于，所述光源为放大自发辐射光源，所述耦合器为保偏光纤耦合器，所述调制器为Y波导调制器，所述多芯光纤环圈为多芯保偏光纤环圈。5.根据权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于，所述多芯光纤环圈还包括应力棒和包层，所述第一纤芯、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：于杰，杨聪天，颜苗，范义杰，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：