[发明专利]用于干涉型光纤陀螺的陀螺速率计算

说明书

本公开涉及用于干涉型光纤陀螺的陀螺速率计算。提供了一种方法，包括将光学输入以第一频率并且随后以不同的第二频率供应给干涉型光纤陀螺(IFOG)；检测IFOG对处于第一频率和第二频率下的光学输入的响应的差值；并且根据该差值和校正项来计算陀螺速率。

技术领域

本公开涉及用于干涉型光纤陀螺(interferometric fiber optic gyro)的陀螺速率(gyro rate)计算的方法和系统。

背景技术

在干涉型光纤陀螺(IFOG)的操作期间，随着时间的过去会增加相关偏移误差(drift-related error)。为了校正该相关偏移误差，可以重新校准IFOG的比例因子(scalefactor，换算系数)。

在操作期间，可能发生使IFOG的性能劣化的事件。例如，使IFOG的光纤线圈变暗的事件。为了补偿这种劣化，可以重新校准IFOG的比例因子。

发明内容

根据本文中的实施方式，提供了一种方法，该方法包括：将光学输入以第一频率并且随后以不同的第二频率供应给干涉型光纤陀螺(IFOG)；检测IFOG对第一频率和第二频率的光学输入的响应的差值；并且计算作为该差值和校正项(correction term)的函数的陀螺速率。

根据本文中的另一个实施方式，提供了一种系统，该系统包括干涉型光纤陀螺(IFOG)；光纤光源(fiber optic light source)，用于将光学输入以第一频率并且随后以不同的第二频率供应给IFOG；光电检测器(photodetector)，用于检测IFOG对第一频率和第二频率的光学输入的响应；以及处理器，计算作为响应的差值和校正项的函数的陀螺速率。

根据本文中的另一个实施方式，提供了一种用于干涉型光纤陀螺(IFOG)的方法，该方法包括：将已知速率应用到IFOG并且确定用于第一频率和第二频率的光学输入的IFOG比例因子；将光学输入以第一频率提供给IFOG并且检测IFOG的第一响应；将光学输入切换为第二频率并且检测IFOG的第二响应；并且使用第一响应与第二响应之间的差值、已知速率以及比例因子来确定IFOG校正项。该校正项表示IFOG的第一响应和第二响应中的时间依赖误差(time-dependent error)的总和。

这些特征与功能可以在各种实施方式中独立地实现或者可以结合在其他实施方式中。参考以下描述和附图可以了解实施方式的更多细节。

附图说明

图1是包括干涉型光纤陀螺的系统的示图。

图2是计算干涉型光纤陀螺中的陀螺速率的方法的示图。

图3是在干涉型光纤陀螺的操作期间估计时间依赖误差的方法的示图。

具体实施方式

参照图1，干涉型光纤陀螺系统100包括干涉型光纤陀螺(IFOG)110。IFOG 110可包括光纤感测线圈112、光束分离光学件(beam splitting optics)114和耦合器116。该系统100进一步包括将光学输入提供给IFOG 110的光纤光源120。光束分离光学件114将光学输入分成在相对方向上通过感测线圈112传播的两个光束。当返回至进入的点时，这两个对向传播的(counter-propagating)光束离开感测线圈112并通过光束分离光学件114重新结合，并且经历干涉。当存在围绕感测线圈112的轴线旋转时，两个离开波束的相对相位根据旋转的角速度而偏移，并且因此，它们的干涉条纹的位置根据旋转的角速度而偏移。这被称为萨格纳克(Sagnac)相移。萨格纳克相移(φ)可以被表示为其中，L和D是感测线圈112的长度和直径，λ是光源在真空中的平均波长并且Ω是陀螺速率。