[发明专利]一种双偏振干涉式光纤陀螺的联合信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双偏振光纤陀螺仪的信号处理方法，尤其涉及一种双偏振干涉式光纤陀螺的联合信号处理方法，属于光纤通信技术领域。

背景技术

光纤陀螺是一种能够检测系统相对空间转动旋转的装置，是一种结构简单、成本较低、精度高的新型全固态惯性器件。光纤陀螺应用领域广泛，包括：战术武器制导，航空航天中定向、跟踪与导航，光学罗盘，汽车导航仪，机器人控制等军用和民用领域。

光纤陀螺的基本原理是基于萨格奈克(sagnac)效应而制成的环形干涉仪。在一任意几何形状的闭合光学环路中，从任一点发出沿相反方向传输的两束光，如果闭合光路相对惯性空间沿某一方向转动，当两束光返回出发点时，相位会发生相对变化，这种现象称为萨格奈克效应。因此，可以通过检测两路的干涉光，来反推出闭合光路系统的转动角速度。

旋转引起的两路光的相对相位变化称为萨格奈克相移，

φs=2πLDλ‾cΩ---(1)]]>

其中，L为光纤线圈长度，D为光纤线圈直径，λ为信号光的中心波长，c为真空中的光速，Ω为系统转动角速度。由公式(1)可以看出，萨格奈克效应及其相移φ_s大小与介质的折射率无关。

萨格奈克光纤干涉仪的结构需要满足互易性，使得两束反向传输光波具有相同的传输特性。互易性可以起到“共模抑制”的作用，消除各种寄生效应，从而能够灵敏地测量由于旋转引起的非互易的萨格奈克相移。

具体地，互易性包括光纤耦合器的互易性，单模互易性和偏振互易性。

在传统的保偏型光纤陀螺方案中，如图1中的最小互易性结构，只采取了快轴或慢轴的单轴工作模式。正是由于φ_s与介质材料的折射率无关的性质，采用工作在两个轴的双偏振光纤陀螺设计方案，通过对两路输出信号进行检测分析，可以进一步提高系统的精度和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双偏振干涉式光纤陀螺的联合信号处理方法，其通过对双偏振光纤陀螺中的噪声进行联合分析，得到了准确的旋转角速度。

本发明的技术方案为：

一种双偏振干涉式光纤陀螺的联合信号处理方法，其中所述双偏振干涉式光纤陀螺为：两线偏振光输入光路经一保偏合/分束器与一耦合器连接，所述耦合器另一侧与一光纤环连接，所述光纤环与所述耦合器之间连接一相位调制器，其步骤为：

1)调制双偏振干涉式光纤陀螺，使得两所述线偏振光输入光路间隔性的输出信号光；

2)测量所述相位调制器在不同温度时，两所述偏振光输入光路上输出的光功率；

3)根据记录的温度值和对应的光功率，确定出由于温度瞬变引起的两路等效旋转速率误差比值ρ(T)=(n1dn1dT)/(n2dn2dT);]]>其中n₁为快轴折射率，n₂为慢轴折射率，T为温度；

4)调制双偏振干涉式光纤陀螺，使得两所述线偏振光输入光路同时输出信号光；

5)测量两所述线偏振光输入光路上输出的光功率；