[发明专利]一种光纤陀螺零偏确定方法

说明书

本发明涉及一种光纤陀螺零偏确定方法：S1、获取预设温变率下的零偏升温模型表及零偏降温模型表；S2、查询零偏升温模型表和零偏降温模型表，获取被测光纤陀螺当前环境温度所对应的升温零偏值和降温零偏值；S3、计算当前温度所对应的零偏升温模型权重、零偏降温模型权重；S4、对步骤S2得到的当前温度所对应的升温零偏值和降温零偏值进行加权运算，最终得到光纤陀螺在当前环境温度和温变率下的陀螺零偏值。本发明可根据温度、升降温趋势及温变率实时计算得到加权后的零偏补偿值，解决了传统零偏补偿方法存在的环境适应性差的问题，适合不同型号或精度的光纤陀螺零偏建模及补偿。

技术领域

本发明涉及一种光纤陀螺零偏确定方法，属于光纤陀螺仪技术领域。

背景技术

陀螺仪是惯性系统必不可少的组成部分，用于测量载体的角速度。相对于传统的机械陀螺，光纤陀螺基于萨格奈克(Sagnac)效应设计而成，无任何活动部件。因此，这种新型全固态陀螺仪具有体积小、重量轻、精度高、成本低、可靠性高、寿命长等诸多优势，现已广泛应用于军事及民用领域。光纤陀螺对于环境温度变化比较敏感，会随着环境温度的变化而产生非互异性相位误差，进而导致光纤陀螺零位出现漂移。因此，需对光纤陀螺零位随温度漂移情况进行补偿。

目前，对光纤陀螺进行温度补偿的方法主要是建立陀螺输出和温度之间的模型。由于陀螺零偏在全温范围内的变化趋势不仅与当前温度情况有关，还与升降温趋势情况及温度变化率情况密切相关，因此传统采用静态温度补偿的方法或者采用单一变温的建模方法得到的数据都存在补偿因子单一、使用环境受限、适应性差等问题。某些方法虽然考虑到了变温趋势及温度变化率对陀螺零偏的影响，但存在建模方法复杂、时间成本高、实用性差等问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种光纤陀螺零偏确定方法，简化陀螺零偏建模流程、缩短了陀螺零偏建模时间、提高了光纤陀螺零偏补偿环境适应性。

本发明所采用的技术方案是：一种光纤陀螺零偏确定方法，该方法包括以下步骤：

S1、获取预设温变率下的零偏升温模型表及零偏降温模型表，所述零偏升温模型表包括按照预设升温温变率升温时光纤陀螺全温工作范围内固定间隔的多个工作温度及其对应的陀螺零偏；所述零偏降温模型表包括按照预设降温温变率降温时光纤陀螺全温工作范围内固定间隔的多个工作温度及其对应的陀螺零偏；

S2、查询零偏升温模型表和零偏降温模型表，获取被测光纤陀螺当前环境温度所对应的升温零偏值和降温零偏值；

S3、被测光纤陀螺当前环境温度所对应的升温零偏值、降温零偏值和当前温变率，计算当前温度所对应的零偏升温模型权重、零偏降温模型权重；

S4、根据步骤S3中计算得到的当前温度所对应的零偏升温模型权重、零偏降温模型权重，对步骤S2得到的当前温度所对应的升温零偏值和降温零偏值进行加权运算，最终得到光纤陀螺在当前环境温度和温变率下的陀螺零偏值。

所述步骤S1预设温变率下的零偏升温模型表及零偏降温模型表通过如下方法建立：

S1.1、在光纤陀螺全温工作范围内，分别开展升温试验和降温试验，获取预设变温率下升温时不同温度对应的光纤陀螺零偏值和降温时不同温度对应的光纤陀螺零偏值；

S1.2、对步骤S1中获取的预设变温率下升温时不同温度对应的光纤陀螺零偏值和降温时不同温度对应的光纤陀螺零偏值，进行数值拟合，得到升温时陀螺零偏与温度的对应关系曲线或者公式、降温时陀螺零偏与温度的对应关系曲线或者公式；

S1.3、将全温工作范围分成间隔相同的N个工作温度，将每个工作温度代入预设变温率下升温时陀螺零偏与温度的对应关系曲线或者公式、预设变温率下降温时陀螺零偏与温度的对应关系曲线或者公式，得到预设变温率下升温时每个工作温度对应的陀螺零偏、降温时每个工作温度对应的陀螺零偏，从而建立预设变温率下零偏升温模型表及降温模型表。