[发明专利]基于双频调制信号的光纤陀螺仪角速度测量方法及装置

摘要

本发明提供一种用于利用双频调制信号测量干涉式光纤陀螺仪的角速度的方法，包括：向相位调制器施加通过对具有不同调制频率ω1和ω2的两个正弦信号进行线性组合后得到的相位调制信号；从光纤陀螺仪的输出信号中提取所述两个调制频率各自的一次谐波分量、二次谐波分量和四次谐波分量；将所提取的各个谐波分量的光强幅度代入预先设置的修正后的求解方程式中，分别求解出针对两个调制频率的角速度测量值；对所获得的两个角速度测量值进行求平均得到待测角速度的测量值。利用该方法，可以提高光纤陀螺仪的零偏稳定性，降低速率随机游走等噪声，提高检测信号的信噪比。

主权项

一种用于利用双频调制信号测量干涉式光纤陀螺仪的角速度的方法，所述干涉式光纤陀螺仪包括相位调制器，所述方法包括：向相位调制器施加通过对具有不同调制频率ω1和ω2的两个正弦信号进行线性组合后得到的相位调制信号；从光纤陀螺仪的输出信号中提取所述两个调制频率各自的一次谐波分量、二次谐波分量和四次谐波分量；将所提取的各个谐波分量的光强幅度代入下述方程式，分别求解出针对两个调制频率的角速度测量值；对所获得的两个角速度测量值进行求平均得到待测角速度的测量值， Δφ i = 2 π LD λc Ω i , I ( 4 ω i ) / I ( 2 ω i ) = J 4 ( φ b i ) / J 2 ( φ b i ) , tan ( Δφ i ) = A i I ( ω i ) I ( 2 ω i ) + B i , φ b i = 2 φ 0 sin ( ω i τ / 2 ) 其中，L为光纤的长度，D为光纤环直径，λ为光波的波长，c为光速，τ是光纤环渡越时间，Δφi是与调制频率ωi对应的萨格纳克相移，Ωi是与调制频率ωi对应的角速度测量值，I(4ωi)和I(2ωi)分别是与调制频率ωi对应的四次谐波分离和二次谐波分量的光强幅度，Ji(φb)是以φb为变量的第i阶贝塞尔函数，φ0是相位调制深度，以及Ai和Bi分别是基于调制频率ωi以及调制幅度预先确定的常数。