[發明專利]基于矢量空間分析的光纖陀螺儀及信號處理方法有效
| 申請號： | 201410174900.8 | 申請日： | 2014-04-28 |
| 公開（公告）號： | CN103983261B | 公開（公告）日： | 2017-02-15 |
| 發明（設計）人： | 李永嘯;王子南;彭超;李正斌 | 申請（專利權）人： | 北京大學 |
| 主分類號： | G01C19/72 | 分類號： | G01C19/72 |
| 代理公司： | 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙)11200 | 代理人： | 俞達成 |
| 地址： | 100871 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 矢量 空間 分析 光纖 陀螺儀 信號 處理 方法 | ||
1.一種基于矢量空間分析的光纖陀螺信號處理方法，其步驟包括：
1)采用對開環檢測的光纖陀螺儀進行正交均衡本地信號解調，得到兩路正交信號，同時采用普通方法得到一路期望信號；
2)對得到的兩路正交信號與期望信號進行預定的自適應濾波，對自適應濾波器輸出的誤差信號進行主成分分析處理，對自適應濾波器輸出的響應信號進行線性組合，得到光纖環路轉動角速度；
3)對誤差信號和響應信號進行基于信噪比的準卡爾曼濾波，得到優化后的最終角速度。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)對本地正交正弦余弦信號與方波調制的或正弦波調制的光纖陀螺輸出信號進行處理，得到所述兩路正交信號。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)采用正交解調方法得到I，Q兩路檢測信號，分別作為輸入端輸入到兩臺自適應濾波器中，同時按照傳統方法得到一路參考信號作為期望信號輸入到兩臺自適應濾波器的期望端。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于：步驟2)對于自適應濾波器輸出的兩路響應信號和兩路誤差信號，分別進行平均處理和主成分分析處理。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：進行步驟2)所述主成分分析的協方差矩陣采用陀螺儀的多次測試的統計結果，或者在一次實驗中通過實時寄存器進行實時更新。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟3)將響應信號作為預測信號，將誤差信號作為新息，利用卡爾曼濾波原理實現優化估計。
7.一種采用權利要求1所述方法的光纖陀螺儀，包括依次連接的光源、耦合器、相位調制器和光纖環，所述耦合器還連接光電探測器，所述相位調制器還連接信號發生器，其特征在于，還包括連接所述光電探測器和所述相位調制器的采集卡，以及連接所述采集卡和所述信號發生器的數字信號處理器，所述數字信號處理器包括：
正交解調模塊，用于進行正交均衡本地信號解調，得到兩路正交信號，同時采用普通方法得到一路期望信號；
自適應濾波模塊，連接正交解調模塊，用于對兩路正交信號與期望信號進行預定的自適應濾波；
主成分分析模塊，連接自適應濾波模塊，用于對自適應濾波器輸出的誤差信號進行主成分分析處理；
卡爾曼濾波模塊，連接主成分分析模塊與自適應濾波模塊，用于對誤差信號和響應信號進行基于信噪比的準卡爾曼濾波，以得到優化后的最終角速度。
8.如權利要求7所述的光纖陀螺儀，其特征在于：所述光源為寬譜光源，所述相位調制器為LiNo3Y型波導或者壓電效應調制器。
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