[发明专利]一种提高触发式光纤陀螺标度因数线性度的方法

说明书

本发明公开了一种提高触发式光纤陀螺标度因数线性度的方法，包括触发信号判断模块、数据累加模块和数据处理模块；具体步骤如下：1)通过所述包括触发信号判断模块用于判断是否收到触发信号，若收到触发信号给出判断结果为真；2)数据累加模块累加陀螺数据，同时累加陀螺数据的输出次数；3)数据处理模块接收到数据累加模块发送的累加的输出次数n和累加的陀螺数据F后，进行处理，最终输出数据Fsubgt;2/subgt;：Fsubgt;2/subgt;＝F*(1‑N*ε+εsupgt;2/supgt;)。本发明能够解决传统触发式光纤陀螺芯片资源浪费和丢数等问题，保证光纤陀螺标度因数线性度，从而达到资源优化，提高光纤陀螺的解算效率，并提高光纤陀螺的解算精度。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种提高触发式光纤陀螺标度因数线性度的方法。

背景技术

光纤陀螺由于其固有的诸多优势，在惯性导航系统中得到了广泛应用。惯性导航系统一般采用三个陀螺和三个加速度计敏感三轴角速度、线加速度等信息，再根据这些信息进行导航解算。为了保证三个陀螺所提供的角速度信息是同一时刻，即同步提供，系统一般做法是同时向陀螺发送信号(触发信号)，陀螺收到触发信号后，回馈角速度数据。这就需要光纤陀螺采用触发式通信方式。

触发式光纤陀螺的触发信号来源于陀螺外部，与陀螺内部解算时钟是不同的时钟信号，实践表明不同的时钟信号间存在频率不完全一致性。陀螺解算频率较高，一般为几百kHz，而触发频率一般为几百Hz到几kHz，即在触发周期内陀螺会有几百次解调数据输出。由于触发信号的时钟抖动，陀螺解调数据的个数存在微小波动(一般2～3个)。由于解调数据的个数存在微小波动，若输出触发周期的所有解调数据的代数和，会引起较大的标度因数非线性度误差；若输出触发周期的所有解调数据的平均值，则无论个数波动多大，则不会引起标度因数非线性度误差，然而，FPGA芯片不善于运算除法，除法运算需要占用大量的FPGA硬件资源，且耗用较长时间，从而导致不易计算得到触发周期内所有解调数据的平均值。综上，如何处理好由于触发信号抖动引起的解调数据个数微小波动是解决触发式光纤陀螺标度因数非线性误差的关键所在。

传统触发式光纤陀螺采用FIFO(先进先出)方式实现，该方法是根据事先约定好的触发频率计算得出(或者根据相邻两次触发信号计数得出)触发周期内光纤陀螺的解算次数，并将该次数作为FIFO存储器的存储深度。最新解算得出的数据进入存储器替换最先进行存储的数据，而存储器内的数据个数始终保持固定个数，这样一旦陀螺收到触发信号后，即将存储器内的所有数据之和输出，从而实现触发方式。该方法虽然能够实现触发通信方式，但却存在以下缺点：

1)需要存储大量数据，特别是触发频率较低或解算频率较快(光纤环较短)的情景，存储数据量很大，需要占用大量芯片资源；

2)触发频率存在小范围抖动时，会致使光纤陀螺丢数或重复利用数据。

例如：光纤陀螺解算周期一般为几微秒到十几微秒(以3μs为例)，触发频率一般为几百赫兹到几千赫兹(以1kHz为例)，这样存储器深度为333，即需要存储333个数据；另一方面触发频率抖动时，即触发周期不是严格1ms，二是存在微小的抖动(微小抖动在实际中不可避免)，当抖动量达到3μs时会使得数据部分丢失或重复利用无效数据(触发周期变长引起丢失数据，变短会引起数据未更新完成而重复利用数据)。

因此，如何解决光纤陀螺中触发式存在的上述不足，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种提高触发式光纤陀螺标度因数线性度的方法，能够解决传统触发式光纤陀螺芯片资源浪费和丢数等问题，保证光纤陀螺标度因数线性度，从而达到资源优化，提高光纤陀螺的解算效率，并提高光纤陀螺的解算精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种提高触发式光纤陀螺标度因数线性度的方法，其特征在于：包括触发信号判断模块、数据累加模块和数据处理模块；具体步骤如下：