[发明专利]一种增大光纤陀螺量程的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增大光纤陀螺量程的方法，特别适用于高速旋转情况下上电启动的光纤陀螺。

背景技术

随着光纤陀螺应用的不断深入和拓展，一些领域对高精度、大量程光纤陀螺的需求日益迫切，而光纤陀螺的量程指标和精度指标之间存在相互制约关系，这导致光纤陀螺在高精度、大量程方面的应用受到了阻碍。

为了不牺牲光纤陀螺的精度性能，而又能提高其量程，可采用跨条纹的方法来增大光纤陀螺的量程。跨条纹方法虽然能够增大光纤陀螺的量程，但不能解决光纤陀螺在快速旋转情况下上电启动的问题应用。因为在这种情况下，光纤陀螺无法分辩自己工作在哪一级条纹上，从而可能输出错误的角速率信号。所以，必须使光纤陀螺在快速旋转情况下上电启动时，能够分辨出所处的条纹级别。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够使光纤陀螺在快速旋转情况下上电启动时正常工作的增大光纤陀螺量程的方法。

本发明的技术解决方案是：增大光纤陀螺量程的方法，其特征在于通过以下步骤实现：

(1)光纤陀螺双敏感环光路的设计

光纤陀螺双敏感环光路包括光源、探测器、单模光纤耦合器、集成光学调制器、保偏光纤耦合器和光纤环，保偏光纤耦合器位于集成光学调制器和光纤环之间，保偏光纤耦合器的C1、C3端尾纤分别和集成光学调制器的Y2、Y3端尾纤相连接，保偏光纤耦合器的C2、C4端尾纤分别和光纤环的两尾纤相连接，Y2、C1、C4、光纤环、C2、C3和Y3构成Sagnac主敏感环，Y2、C1、C3和Y3构成Sagnac从敏感环；

(2)采用数字斜波闭环方法对Sagnac主敏感环的信号进行解调得到角速率Ω_M；

(3)采用数字开环方法对Sagnac从敏感环的信号进行解调得到角速率Ω_S；

(4)采用跨条纹方法增大Sagnac主敏感环的量程；

(5)利用Sagnac从敏感环解调得到的角速率Ω_S对Sagnac主敏感环解调得到的角速率Ω_M进行条纹级别判断和速率修正。

所述步骤(5)的条纹级别判断和速率修正的步骤：

(1)标定光纤陀螺，得到Sagnac主敏感环各级条纹对应的最大角速率±Ω_π、±Ω_2π、±Ω_3π和±Ω_4π；

(2)当光纤陀螺通电启动时，Sagnac主敏感环解调得到角速率Ω_M，Sagnac从敏感环解调得到角速率Ω_S；

(3)比较Sagnac从敏感环解调得到角速率Ω_S和各级条纹对应的最大角速率，判断Sagnac主敏感环处于的条纹级别；

(4)利用所在条纹对应的最大角速率对Sagnac主敏感环的角速率Ω_M进行修正，即获得光纤陀螺最终输出的角速率Ω_O。

所述的条纹级别判断和速率修正的标准为：

当|Ω_S|≤Ω_π时，Ω_O＝Ω_M；

当Ω_π≤Ω_S≤Ω_2π时，Ω_O＝Ω_M+Ω_2π；

当-Ω_2π≤Ω_S≤-Ω_π时，Ω_O＝Ω_M-Ω_2π。

当Ω_2π≤Ω_S≤Ω_3π时，Ω_O＝Ω_M+Ω_3π；

当-Ω_3π≤Ω_S≤-Ω_2π时，Ω_O＝Ω_M-Ω_3π。

当Ω_3π≤Ω_S≤Ω_4π时，Ω_O＝Ω_M+Ω_4π；