[發明專利]一種光纖陀螺零偏確定方法

有效

• 申請號: 202110721240.0
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113639737B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 葛宏升;孟祥濤;湯夢希;向政;黃磊;王寧;左明璐;劉佳
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

本發明涉及一種光纖陀螺零偏確定方法：S1、獲取預設溫變率下的零偏升溫模型表及零偏降溫模型表；S2、查詢零偏升溫模型表和零偏降溫模型表，獲取被測光纖陀螺當前環境溫度所對應的升溫零偏值和降溫零偏值；S3、計算當前溫度所對應的零偏升溫模型權重、零偏降溫模型權重；S4、對步驟S2得到的當前溫度所對應的升溫零偏值和降溫零偏值進行加權運算，最終得到光纖陀螺在當前環境溫度和溫變率下的陀螺零偏值。本發明可根據溫度、升降溫趨勢及溫變率實時計算得到加權后的零偏補償值，解決了傳統零偏補償方法存在的環境適應性差的問題，適合不同型號或精度的光纖陀螺零偏建模及補償。

技術領域

本發明涉及一種光纖陀螺零偏確定方法，屬于光纖陀螺儀技術領域。

背景技術

陀螺儀是慣性系統必不可少的組成部分，用于測量載體的角速度。相對于傳統的機械陀螺，光纖陀螺基于薩格奈克(Sagnac)效應設計而成，無任何活動部件。因此，這種新型全固態陀螺儀具有體積小、重量輕、精度高、成本低、可靠性高、壽命長等諸多優勢，現已廣泛應用于軍事及民用領域。光纖陀螺對于環境溫度變化比較敏感，會隨著環境溫度的變化而產生非互異性相位誤差，進而導致光纖陀螺零位出現漂移。因此，需對光纖陀螺零位隨溫度漂移情況進行補償。

目前，對光纖陀螺進行溫度補償的方法主要是建立陀螺輸出和溫度之間的模型。由于陀螺零偏在全溫范圍內的變化趨勢不僅與當前溫度情況有關，還與升降溫趨勢情況及溫度變化率情況密切相關，因此傳統采用靜態溫度補償的方法或者采用單一變溫的建模方法得到的數據都存在補償因子單一、使用環境受限、適應性差等問題。某些方法雖然考慮到了變溫趨勢及溫度變化率對陀螺零偏的影響，但存在建模方法復雜、時間成本高、實用性差等問題。

發明內容

本發明所解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出了一種光纖陀螺零偏確定方法，簡化陀螺零偏建模流程、縮短了陀螺零偏建模時間、提高了光纖陀螺零偏補償環境適應性。

本發明所采用的技術方案是：一種光纖陀螺零偏確定方法，該方法包括以下步驟：

S1、獲取預設溫變率下的零偏升溫模型表及零偏降溫模型表，所述零偏升溫模型表包括按照預設升溫溫變率升溫時光纖陀螺全溫工作范圍內固定間隔的多個工作溫度及其對應的陀螺零偏；所述零偏降溫模型表包括按照預設降溫溫變率降溫時光纖陀螺全溫工作范圍內固定間隔的多個工作溫度及其對應的陀螺零偏；

S2、查詢零偏升溫模型表和零偏降溫模型表，獲取被測光纖陀螺當前環境溫度所對應的升溫零偏值和降溫零偏值；

S3、被測光纖陀螺當前環境溫度所對應的升溫零偏值、降溫零偏值和當前溫變率，計算當前溫度所對應的零偏升溫模型權重、零偏降溫模型權重；

S4、根據步驟S3中計算得到的當前溫度所對應的零偏升溫模型權重、零偏降溫模型權重，對步驟S2得到的當前溫度所對應的升溫零偏值和降溫零偏值進行加權運算，最終得到光纖陀螺在當前環境溫度和溫變率下的陀螺零偏值。

所述步驟S1預設溫變率下的零偏升溫模型表及零偏降溫模型表通過如下方法建立：

S1.1、在光纖陀螺全溫工作范圍內，分別開展升溫試驗和降溫試驗，獲取預設變溫率下升溫時不同溫度對應的光纖陀螺零偏值和降溫時不同溫度對應的光纖陀螺零偏值；

S1.2、對步驟S1中獲取的預設變溫率下升溫時不同溫度對應的光纖陀螺零偏值和降溫時不同溫度對應的光纖陀螺零偏值，進行數值擬合，得到升溫時陀螺零偏與溫度的對應關系曲線或者公式、降溫時陀螺零偏與溫度的對應關系曲線或者公式；

S1.3、將全溫工作范圍分成間隔相同的N個工作溫度，將每個工作溫度代入預設變溫率下升溫時陀螺零偏與溫度的對應關系曲線或者公式、預設變溫率下降溫時陀螺零偏與溫度的對應關系曲線或者公式，得到預設變溫率下升溫時每個工作溫度對應的陀螺零偏、降溫時每個工作溫度對應的陀螺零偏，從而建立預設變溫率下零偏升溫模型表及降溫模型表。