[发明专利]一种光纤陀螺系统级温度补偿方法、装置和光纤惯导系统

说明书

本发明提供了一种光纤陀螺系统级温度补偿方法和补偿装置，解决现有温度补偿不准确的技术问题。包括：搭建系统级温度补偿平台；采集与处理所述温度补偿平台的工况温度数据；利用所述工况温度数据形成零偏估计模型；通过所述零偏估计模型进行零偏补偿。将光纤陀螺的零偏补偿模型在光纤捷联惯组的工况环境中建立，在充分反映系统性温度变化和温度变化率的基础上，获得系统温度形成的测量偏差并予以消除，保证了光纤惯组在全温域环境下的寻北精度。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种光纤陀螺系统级温度补偿方法、装置和光纤惯导系统。

背景技术

光纤陀螺实际上是一个基于萨格奈克效应(光纤线圈相对惯性空间的转速与逆时针和顺时针方向传播的两束光波之间形成的干涉光的相位差呈对应关系的一种现象)的环形干涉仪，因此实现对干涉光相位差的测量即可测量出陀螺敏感轴的角速率。由于光纤线圈中同一段光纤存在着时变温度扰动，导致两束光在不同时间经过这段光纤时会因温度变化引起相位误差。同时，构成光纤陀螺的光源和耦合器等部件对温度也较为敏感，环境温度变化时这些部件也会引起相位误差，从而形成光纤陀螺温度漂移，进而影响输出精度，也直接关系到光纤惯导系统的定向精度。因此，需要有效实施温度补偿提高光纤陀螺在不同温度条件下的适用性。

在传统的温度漂移补偿方法中，温度漂移建模针对单只陀螺，使得器件级的温度漂移模型建模环境不能真实反映惯导系统内部的热环境变化无法满足系统级的温度漂移补偿。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种光纤陀螺系统级温度补偿方法、装置和光纤惯导系统，解决现有温度补偿不准确的技术问题。

本发明实施例的光纤陀螺系统级温度补偿方法，包括：

搭建系统级温度补偿平台；

采集与处理所述温度补偿平台的工况温度数据；

利用所述工况温度数据形成零偏估计模型；

通过所述零偏估计模型进行零偏补偿。

本发明一实施例中，所述搭建系统级温度补偿平台包括：

在设置的高低温箱内安装惯导系统，惯导系统采用光纤陀螺。

设置所述惯导系统的测控主机，以便实现所述惯导系统中光纤陀螺的数据采集,设计所述高低温箱的策略控制,以便获得各温度条件下的实际工况环境。

本发明一实施例中，所述采集与处理所述温度补偿平台的工况温度数据包括：

采集所述光纤陀螺在确定工作温度时的陀螺零偏和温度数据,并通过最小二乘法获取所述光纤陀螺在确定工作温度时的常值和系数；

获取所述光纤陀螺在确定工作温度时的启动温度T₀；

根据所述确定工作温度时的常值和系数通过最小二乘法拟合形成各常值和系数对应的以1到3阶陀螺启动温度为变量的温度系数。

本发明一实施例中，所述常值和系数包括零偏常数、陀螺温度系数和陀螺温度变化率系数，所述常值和系数估计方法如下：

χ＝[ε₀ α₁ … α_m β₁ … β_n]^T，

ε＝Aχ，