[发明专利]一种光纤陀螺启动快速自检测方法

权利要求书

1.一种光纤陀螺启动快速自检测方法，其特征是运行过程包括：光纤陀螺开机，光源发出的光经过耦合器到达由Y波导和光纤环组成的Sagnac干涉仪，干涉仪中存在顺时针和逆时针传播的两束光，两束光的相位差由两部分组成，一部分是转动引起的Sagnac效应相位差Δφ_s，另一部分是由施加在Y波导上的调制电压信号产生的两束光的相位差；

对于光纤陀螺，施加在Y波导上的调制电压生成的两束光之间的相位差为一个方波形式，相位差方波的幅度为调制相位Δφ_m，周期为2τ，其中τ为渡越时间，是光在光纤环中传播一周所需时间，因此对于光纤陀螺，干涉输出光功率表达式如下：

其中P₀为无相位差时的输出光功率，调制相位差每隔时间τ在Δφ_m和-Δφ_m之间交替变化；为解调出代表转速的Sagnac相位差Δφ_s，将间隔τ时间的输出光功率进行求差，解调结果对应Δφ_s的正弦响应，如下式所示：

光功率通过探测器转换成电信号，再通过前置放大电路和AD转换器进入FPGA，最终在FPGA中进行数字解调，数字解调结果在上式的基础上变为：

DEM＝K_DK_ADK_preK_detP₀sinΔφ_msinΔφ_s

其中K_det、K_pre、K_AD、K_D分别表示探测器转换系数，前置放大增益，AD转换系数和解调数字增益，sinΔφ_m表示调制信号带来的增益变化；在上式中K_DK_ADK_preK_detP₀sinΔφ_m实际代表了光纤陀螺环路的前向增益大小；在Y波导上施加一个固定台阶量的阶梯波等效于对两束光施加了一个固定的相位差，相位差取决于阶梯波的台阶高度；当施加的台阶对应的两束光的相位差远大于静态时的地球转速引起的Δφ_s时，Δφ_s的影响可忽略；施加的固定阶梯波的台阶ΔD₁对应的相位为Δφ_F1＝K_FΔD₁，其中，K_F表示光纤陀螺环路的反馈回路增益；忽略Δφ_s的影响，固定阶梯波的台阶ΔD₁对应的解调值可表示为：

DEM₁＝K_DK_ADK_preK_detP₀sinΔφ_msinΔφ_F1＝K_DK_ADK_preK_detP₀sinΔφ_mK_Fsin(K_FΔD₁)

≈K_DK_ADK_preK_detP₀sinΔφ_mK_FΔD₁

当Δφ_F1取小值时，sin函数进行线性近似，上式中K_DK_ADK_preK_detsinΔφ_mK_F表示了前向通道增益和反馈通道增益之积，即为整体的环路增益，数字量DEM₁和ΔD₁之比为环路增益值，通过陀螺内部的处理芯片或发送至上位计算机进行线性拟合，判断是否满足阈值，从而判断光纤陀螺的整体运转情况。

2.如权利要求1所述的一种光纤陀螺启动快速自检测方法，其特征是包括向Y波导发送台阶高度不同的多个阶梯波进行增益测试的步骤。