[发明专利]基于矢量空间分析的光纤陀螺仪及信号处理方法

权利要求书

1.一种基于矢量空间分析的光纤陀螺信号处理方法，其步骤包括：

1)采用对开环检测的光纤陀螺仪进行正交均衡本地信号解调，得到两路正交信号，同时采用普通方法得到一路期望信号；

2)对得到的两路正交信号与期望信号进行预定的自适应滤波，对自适应滤波器输出的误差信号进行主成分分析处理，对自适应滤波器输出的响应信号进行线性组合，得到光纤环路转动角速度；

3)对误差信号和响应信号进行基于信噪比的准卡尔曼滤波，得到优化后的最终角速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)对本地正交正弦余弦信号与方波调制的或正弦波调制的光纤陀螺输出信号进行处理，得到所述两路正交信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)采用正交解调方法得到I，Q两路检测信号，分别作为输入端输入到两台自适应滤波器中，同时按照传统方法得到一路参考信号作为期望信号输入到两台自适应滤波器的期望端。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤2)对于自适应滤波器输出的两路响应信号和两路误差信号，分别进行平均处理和主成分分析处理。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：进行步骤2)所述主成分分析的协方差矩阵采用陀螺仪的多次测试的统计结果，或者在一次实验中通过实时寄存器进行实时更新。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)将响应信号作为预测信号，将误差信号作为新息，利用卡尔曼滤波原理实现优化估计。

7.一种采用权利要求1所述方法的光纤陀螺仪，包括依次连接的光源、耦合器、相位调制器和光纤环，所述耦合器还连接光电探测器，所述相位调制器还连接信号发生器，其特征在于，还包括连接所述光电探测器和所述相位调制器的采集卡，以及连接所述采集卡和所述信号发生器的数字信号处理器，所述数字信号处理器包括：

正交解调模块，用于进行正交均衡本地信号解调，得到两路正交信号，同时采用普通方法得到一路期望信号；

自适应滤波模块，连接正交解调模块，用于对两路正交信号与期望信号进行预定的自适应滤波；

主成分分析模块，连接自适应滤波模块，用于对自适应滤波器输出的误差信号进行主成分分析处理；

卡尔曼滤波模块，连接主成分分析模块与自适应滤波模块，用于对误差信号和响应信号进行基于信噪比的准卡尔曼滤波，以得到优化后的最终角速度。

8.如权利要求7所述的光纤陀螺仪，其特征在于：所述光源为宽谱光源，所述相位调制器为LiNo₃Y型波导或者压电效应调制器。