光纤陀螺角速度精度的评估方法技术

本发明专利技术涉及一种光纤陀螺角速度精度的评估方法

【技术实现步骤摘要】
光纤陀螺角速度精度的评估方法、系统及计算机可读介质


[0001]本专利技术主要涉及光纤陀螺角速度的测量精度评估
，具体地涉及一种光纤陀螺角速度精度的评估方法
、
系统及计算机可读介质
。

技术介绍

[0002]光纤陀螺可以用于惯性坐标系下的角速度测量，光纤陀螺工作的原理基于萨格纳克效应
(Sagnac Effect)
且具有光学互易性
。
随着光纤陀螺生产工艺的提升，光纤陀螺对角速度测量的精度也会相应提升
。
在光纤陀螺的验收阶段，为了保证光纤陀螺的质量，需要对光纤陀螺的部分性能指标进行准确测试
。
[0003]依据国家标准测试方法的规定，对光纤陀螺性能指标的测试主要分为动态指标测试和静态指标测试，其中，动态指标测试需要使用可以旋转的转台，动态指标包括标度因数系列指标
、
阈值和分辨率等，通常在动态指标测试过程中需要将光纤陀螺安装到带有基准面的工装上，并将工装放置到转台上，将转台作为角速度的输入装置，按照预先设置的速率点将全部速率按照规定时间旋转完毕，记录光纤陀螺输出的角速度，并进行数据分析
。
通常静态指标测试需要使用大理石平台，大理石平台的重量可以达到几吨，大理石平台无法旋转，静态指标包括零偏
、
零偏稳定性和随机游走系数等，通常在静态指标测试过程中，需要将光纤陀螺安装到带有基准面的工装上，并将工装放置到大理石平台上
。
[0004]目前在实验室中，配备的转台的速率精度大约为
0.001
°
/s
，位置精度大约为
0.001
°
，在测试角速度测量精度为
0.0001
°
/s
的光纤陀螺时，若根据传统测试评估方法，现有的常规精度转台无法直接用于测试高精度光纤陀螺的相关指标
。
由于转台的价格较高等因素，实验室对高精度转台等设备的更新迭代速度较慢，若光纤陀螺的角速度精度不断提升，则需要不断更新转台等设备，会导致测试成本过高
。
对于转台来说，即便其速率精度可以达到
0.0001
°
/s
，考虑到转台具有轴系误差等因素，若完全采用传统的测试方式测试高精度光纤陀螺的性能指标，可能会产生测量误差，从而影响光纤陀螺角速度精度的评估结果
。
因此，现有技术在测试评估光纤陀螺角速度精度的过程中，存在测试成本较高且评估结果不准确的问题
。

技术实现思路

[0005]本申请所要解决的技术问题是提供一种光纤陀螺角速度精度的评估方法
、
系统及计算机可读介质，可以降低测试成本并提高评估结果的准确性
。
[0006]本申请为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种光纤陀螺角速度精度的评估方法，包括：获得光纤陀螺的期望输入角速度；根据期望输入角速度计算光纤陀螺与北向基准之间的测试夹角；根据测试夹角将光纤陀螺移动到测试平台上的测试位置；控制测试平台保持静止，获得光纤陀螺的至少一个输出角速度；以及根据输出角速度评估光纤陀螺角速度的精度
。
[0007]在本申请的一实施例中，光纤陀螺包括陀螺坐标系
XOY
，陀螺坐标系
XOY
的
X
轴和
Y
轴相互垂直；测试平台包括东西南北坐标系；根据测试夹角将光纤陀螺移动到测试平台上的测试位置的步骤包括：控制陀螺坐标系
XOY
的
X
轴和东西南北坐标系的北向轴之间的夹角等于测试夹角
。
[0008]在本申请的一实施例中，根据期望输入角速度计算光纤陀螺与北向基准之间的测试夹角的步骤包括：采用下面的公式计算测试夹角
θ
：
[0009][0010]其中，
ω
n
表示期望输入角速度，
ω
N
表示纬度的地速北向分量
。
[0011]在本申请的一实施例中，采用下面的公式和等式计算纬度的地速北向分量
ω
N
：
[0012][0013]ω
N0
＝
360
°
/(23.9011111h)
＝
15.06206
°
/h
[0014]其中，
B
表示纬度；
ω
N0
表示赤道处地球自转角速度的北向分量，
h
表示时间单位的小时
。
[0015]在本申请的一实施例中，根据输出角速度评估光纤陀螺角速度的精度的步骤包括：从至少一个输出角速度中选取一个输出角速度作为单独输出角速度；将单独输出角速度减去期望输入角速度，获得角速度测量误差；判断角速度测量误差是否小于等于预设阈值；若判断为是，则光纤陀螺角速度的精度高；若判断为否，则光纤陀螺角速度的精度低
。
[0016]在本申请的一实施例中，根据输出角速度评估光纤陀螺角速度的精度的步骤包括：计算多个输出角速度的平均值，获得平均输出角速度；将平均输出角速度减去期望输入角速度，获得角速度测量误差；判断角速度测量误差是否小于等于预设阈值；若判断为是，则光纤陀螺角速度的精度高；若判断为否，则光纤陀螺角速度的精度低
。
[0017]在本申请的一实施例中，期望输入角速度小于等于
0.001
°
/s。
[0018]在本申请的一实施例中，在根据输出角速度评估光纤陀螺角速度的精度的步骤之后，还包括：根据标准测试方法测试光纤陀螺，获得光纤陀螺的动态性能指标
。
[0019]在本申请的一实施例中，标准测试方法包括
GJB 2426A
‑
2004
，动态性能指标包括：标度因数
、
标度因数非线性度
、
标度因数不对称性
、
标度因数重复性
、
阈值和分辨率中的一种或多种的组合
。
[0020]本申请为解决上述技术问题还提出一种光纤陀螺角速度精度的评估系统，包括：电源，用于向评估系统供电；测试平台，包括东西南北坐标系，测试平台的位置精度小于等于
0.01
°
；安装工装，用于固定光纤陀螺，安装工装的单轴安装误差小于等于
0.1
°
；通讯单元，用于传输光纤陀螺的数据和评估系统的数据；存储器，用于存储可由处理器执行的指令
、
光纤陀螺的数据以及评估系统的数据；处理器，用于执行指令以实现如上的光纤陀螺角速度精度的评估方法
。
[0021]本申请为解决上述技术问题还提出一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，计算机程序代码在由处理器执行时实现如上的光纤陀螺角速度精度的评估方法
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光纤陀螺角速度精度的评估方法，其特征在于，包括：获得所述光纤陀螺的期望输入角速度；根据所述期望输入角速度计算所述光纤陀螺与北向基准之间的测试夹角；根据所述测试夹角将所述光纤陀螺移动到测试平台上的测试位置；控制所述测试平台保持静止，获得所述光纤陀螺的至少一个输出角速度；以及根据所述输出角速度评估所述光纤陀螺角速度的精度
。2.
如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述光纤陀螺包括陀螺坐标系
XOY
，所述陀螺坐标系
XOY
的
X
轴和
Y
轴相互垂直；所述测试平台包括东西南北坐标系；根据所述测试夹角将所述光纤陀螺移动到测试平台上的测试位置的步骤包括：控制所述陀螺坐标系
XOY
的
X
轴和所述东西南北坐标系的北向轴之间的夹角等于所述测试夹角
。3.
如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，根据所述期望输入角速度计算所述光纤陀螺与北向基准之间的测试夹角的步骤包括：采用下面的公式计算所述测试夹角
θ
：其中，
ω
n
表示所述期望输入角速度，
ω
N
表示纬度的地速北向分量
。4.
如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，采用下面的公式和等式计算所述纬度的地速北向分量
ω
N
：
ω
N0
＝
360
°
/(23.9011111h)
＝
15.06206
°
/0
其中，
B
表示纬度；
ω
N0
表示赤道处地球自转角速度的北向分量，
h
表示时间单位的小时
。5.
如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，根据所述输出角速度评估所述光纤陀螺角速度的精度的步骤包括：从所述至少一个输出角速度中选取一个输出角速度作为单独输出角速度；将所述单独输出角速度减去所述期望输入角速度，获得角速度测量误差；判断所述角速度测量误差是否小于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文哲，陈炳龙，阳应权，白艳萍，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：