[发明专利]光纤陀螺调制解调方法、提高标度因数稳定性方法及装置

说明书

本发明公开了光纤陀螺调制解调方法、提高标度因数稳定性方法及装置，提高光纤陀螺标度因数稳定性的功标因子归一化方法包括：建立归一化数学模型，所述归一化数字模型利用π/2+kπ调制幅度通过Y波导对光波进行本征方波调制，其中，k为整数；分别对每一调制周期内的正负半周期内经放大电路放大后的电压信号进行采样，从而得到奇偶采样值；根据每一调制周期内的奇偶采样值获得该周期内的奇偶采样值的差值以及该周期内的奇偶采样值的和值；根据所述归一化数学模型将奇偶采样值的差值以及奇偶采样值的和值相比，以将光纤陀螺解算过程中影响标度因数稳定性的功率标度因数因子A*R*P0归一化，从而提高标度因数的稳定性。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，特别涉及一种调制解调过程中提高标度因数稳定性的功标因子归一化方法、功标因子归一化装置、光纤陀螺调制解调方法以及调制解调装置。

背景技术

光纤陀螺仪是以光纤线圈为基础的敏感元件，由光源发射出的光波朝两个方向沿光纤传播。光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比，优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在石英块精密加工出光路，成本低。

光纤陀螺的标度因数是光纤陀螺的重要参数之一，导航系统应用光纤陀螺时必须对光纤陀螺的这个参数进行标定，将标定后的参数写入导航解算程序中，以解算系统的导航姿态信息。因此，标度因数的稳定性对于导航系统来说尤为重要。然而，光纤陀螺的标度因数受光功率、光路损耗、光纤环、电路增益的影响而变化，这些影响标度因数的因数在全温下变化较大，从而使得光纤陀螺全温标度因数变化很大。传统技术中利用二次模型进行软件补偿的方法能从很大程度上提高了稳定性，但还是有几十到几百ppm的变化，影响陀螺解算的精度。

因此，如何在补偿的基础上进一步优化光纤陀螺全温标度因数具有重要的意义。

光纤陀螺调制解调过程中，标度因数的稳定性对光纤陀螺输出的结果影响非常大，而标度因数易受环境的影响而变化，例如易受光功率、光路损耗等影响而变化。在传统的调制解调过程中，是将奇偶采样值的差值作为解调信号，以此来解算光纤陀螺输出的旋转角速度信息，采用这种方式不能对影响标度因数稳定性的光功率标度因数因子(以下简称功标因子)进行归一化，功标因子有例如电路增益倍数A、探测器转换系数R、无转速且不调制下到达探测器的光功率P0。光功率的变化会引起标度因数的变化，导致标度因数稳定性较低，从而导致光纤陀螺输出的信号精度较低。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种优化光纤陀螺全温标度因数的方法以提高光纤陀螺的全温标度因数稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种提高光纤陀螺全温标度因数稳定性的功标因子归一化方法，包括以下步骤：

建立归一化数学模型，所述归一化数字模型其中，ΔU为每一调制周期内奇偶采样值的差值，ΣU为每一调制周期内奇偶采样值的和值，A为放大电路的总放大倍数，R为探测器的转换系数，P0为不调制且光纤环静止时光源到达探测器的光功率，Φ0为调制幅度，ΦS为光纤环旋转引起的相位差；