【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于谐振式光纤陀螺仪领域，尤其涉及一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制装置及方法。
技术介绍
1、谐振式光学陀螺是当前陀螺仪领域研究的前沿技术之一，以谐振式光纤陀螺为例，其使用了光纤环构成光纤环形谐振腔作为角度敏感元件，通过谐振跟踪控制手段使顺逆时针光频稳定在谐振腔的谐振峰，检测由光学sagnac效应引起的顺逆时针光的频率差来敏感外界转速，理论上可同时满足高精度与小体积的要求。此外，谐振式光学陀螺还具有高动态响应、大动态范围、抗电磁干扰、不受加速度影响等一系列优点，是惯性陀螺仪向高精度、小型化发展的重要方向之一。对于谐振式光纤陀螺仪，系统中由光纤构成的光路结构受制造工艺的影响，很难保证顺逆时针光路的互易性，存在非互易性误差，当环境温度发生变化时，影响陀螺输出零偏，使陀螺的工程应用受限。
2、2021年，浙江大学针对干涉式光纤陀螺互易性问题申请了“一种提升干涉式光纤陀螺互易性的装置”的专利技术专利，公开号：cn113532412a，用于提升干涉式光纤陀螺的互易性。而对于基于宽谱光源谐振式光纤陀螺仪，由于其提出时间较短(2022年提出)，对基于宽谱光源谐振式光纤陀螺仪的非互易误差及抑制方法的研究较少，根据干涉式光纤陀螺的研制经验，陀螺光路的非互易性误差仍是限制陀螺性能提升的一大障碍。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对
技术介绍
中的问题，提出了一种谐振式光纤陀螺仪shupe效应非互易性误差抑制方法，该方法通过使用光开关切换谐振腔中顺逆时针光传播的方向，实现对光
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。
3、第一方面，本专利技术提供一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制装置，所述装置包括：光源1、环形器2、多功能集成芯片3、第一光开关5、第二光开关6、耦合器、环形谐振腔、光电探测器12、解调器13；
4、光源1发出的光经过环形器2、多功能集成芯片3后分为两束分别进入第一光开关5、第二光开关6，使用光路调制信号7实现光纤光路的切换调制，第一光开关5使光在第一光路8和第二光路10之间切换，第二光开关6使光在第三光路9和第四光路11之间切换；
5、光通过耦合器进入谐振腔分别形成逆时针ccw谐振光和顺时针cw谐振光，谐振光通过耦合器出射，经第一光开关5、第二光开关6后入射到多功能集成芯片3，两路谐振光束在多功能集成芯片3经移频调制信号4进行移频调制，调制后的光通过环形器2进入光电探测器12进行合光检测，得到探测信号，对探测信号进行解调，从而解调出误差抑制后的空间转动信息作为陀螺输出。
6、进一步的，第一光路8、第三光路9组合为一种光路状态，第二光路10、第四光路11组合为一种光路状态。
7、进一步的，两个光开关的切换时序完全同步，所述光路调制信号7的切换频率应小于fsr/10且大于外界环境的温变速率，fsr为环形谐振腔的自由谱宽度。
8、进一步的，所述光路调制信号7位锯齿波或者正弦波。
9、第二方面，本专利技术提供一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，所述方法应用于第一方面所述的装置，所述方法包括：
10、步骤1、光源1发出的光经过环形器2、多功能集成芯片3分为两束后分别进入第一光开关5和第二光开关6，使用光路调制信号7实现光路调制，第一光开关5使光在第一光路8和第二光路10之间切换，第二光开关6使光在第三光路9和第四光路11之间切换；
11、步骤2、光通过耦合器进入谐振腔分别形成逆时针ccw谐振光和顺时针cw谐振光，谐振光通过耦合器出射，经第一光开关5、第二光开关6后入射到多功能集成芯片3，两路谐振光束在多功能集成芯片3经移频调制信号4进行移频调制，
12、步骤3、调制后的光通过环形器2进入光电探测器12进行合光检测，得到探测信号，探测信号通过解调器13实现对光路调制和光场调制的同时解调，解调出误差抑制后的空间转动信息作为陀螺输出14。
13、进一步的，步骤2中，
14、光同时通过第一光路8和第三光路9、耦合器进入谐振腔分别形成逆时针ccw谐振光和顺时针cw谐振光，光同时通过第二光路10和第四光路11、耦合器进入谐振腔分别形成顺时针cw谐振光和逆时针ccw谐振光；
15、第一光路8和第三光路9组合为一种光路状态，第二光路10和第四光路11组合为一种光路状态，光经过两种光路状态的任意一种，产生谐振光后出射，经第一光开关5和第二光开关6后入射到多功能集成芯片3，两路谐振光束在多功能集成芯片3经光场调制信号4进行光场调制。
16、进一步的，步骤1中，两个光开关的切换时序完全同步，其中光路调制信号7的切换频率应小于fsr/10且大于外界环境的温变速率，fsr为环形谐振腔的自由谱宽度。
17、进一步的，步骤3中，探测信号通过解调器13实现对光路调制和光场调制的同时解调，解调出误差抑制后的空间转动信息作为陀螺输出14，具体为：
18、以光路调制信号7的ttl基准信号15和光场调制信号4的ttl基准信号16为基准，将光路调制信号7的ttl基准信号15和光场调制信号4的ttl基准信号16与探测信号进行相位匹配，从而将探测信号分割为i++、i+-、i-+、i--；
19、则误差抑制后的陀螺输出的解调公式如下：
20、ω＝k·[(i++-i+-+ωerr)-(i-+-i--+ωerr)]
21、ω＝k·[(i++-i+-)-(i-+-i--)]
22、其中k为标度因数，ωerr为谐振式光纤陀螺仪shupe效应非互易性误差，i++为光路调制信号7的ttl基准信号15为正且光场调制信号4的ttl基准信号16为正时的探测信号值，i+-为光路调制信号7的ttl基准信号15为正且光场调制信号4的ttl基准信号16为负时的探测信号值，i-+为光路调制信号7的ttl基准信号15为负且光场调制信号4的ttl基准信号16为正时的探测信号值，i--为光路调制信号7的ttl基准信号15为负且光场调制信号4的ttl基准信号16为负时的探测信号值。
23、本专利技术提供的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制装置及方法，包括：光源1发出的光经过环形器2、多功能集成芯片3分为两束后分别进入第一光开关5和第二光开关6，使用光路调制信号7实现光纤光路切换调制，第一光开关5使光在第一光路8和第二光路10之间切换，第二光开关6使光在第三光路9和第四光路11之间切换；光同时通过第一光路8和第三光路9、耦合器进入谐振腔分别形成逆时针ccw谐振光和顺时针cw谐振光，光同时通过第二光路10和第四光路11、耦合器进入谐振腔分别形成顺时针cw谐振光和逆时针ccw谐振光；第一光路8、第三光路9组合为一种光路状态，第二光路10、第四光路11组合为一种光路状态，光经过两种光路状态的任意一种，产生谐振光后出射，经第一光开关5和第二光开关6后入射到多功能集成芯片3，两路谐振本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制装置，其特征在于，所述装置包括：光源(1)、环形器(2)、多功能集成芯片(3)、第一光开关(5)、第二光开关(6)、耦合器、环形谐振腔、光电探测器(12)、解调器(13)；
2.根据权利要求1所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制装置，其特征在于，第一光路(8)、第三光路(9)组合为一种光路状态，第二光路(10)、第四光路(11)组合为一种光路状态。
3.根据权利要求1所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征在于，两个光开关的切换时序完全同步，所述光路调制信号(7)的切换频率应小于FSR/10且大于外界环境的温变速率，FSR为环形谐振腔的自由谱宽度。
4.根据权利要求1所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征在于，所述光路调制信号(7)为锯齿波或者正弦波。
5.一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-4中任一项所述的装置，所述方法包括：
6.根据权利要求5所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征
7.根据权利要求5所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征在于，步骤1中，两个光开关的切换时序完全同步，其中光路调制信号(7)的切换频率应小于FSR/10且大于外界环境的温变速率，FSR为环形谐振腔的自由谱宽度。
8.根据权利要求5所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征在于，步骤3中，探测信号通过解调器(13)实现对光路调制和光场调制的同时解调，解调出误差抑制后的空间转动信息作为陀螺输出(14)，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制装置，其特征在于，所述装置包括：光源(1)、环形器(2)、多功能集成芯片(3)、第一光开关(5)、第二光开关(6)、耦合器、环形谐振腔、光电探测器(12)、解调器(13)；
2.根据权利要求1所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制装置，其特征在于，第一光路(8)、第三光路(9)组合为一种光路状态，第二光路(10)、第四光路(11)组合为一种光路状态。
3.根据权利要求1所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征在于，两个光开关的切换时序完全同步，所述光路调制信号(7)的切换频率应小于fsr/10且大于外界环境的温变速率，fsr为环形谐振腔的自由谱宽度。
4.根据权利要求1所述的一种谐振式光纤陀螺仪非互易性误差抑制方法，其特征在于，所述光路...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，李俊，蓝士祺，闫博，苏政澄，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：
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