[发明专利]一种激光陀螺仪积分数字稳频方法装置

说明书

本发明涉及一种激光陀螺仪积分数字稳频方法及装置，在产生小抖动方波边沿时触发DMA控制ADC采集半个小抖动周期反馈信号序列；对小抖动方波高电平半周期和低电平半周期的反馈信号序列分别求和，高电平半周期的反馈序列之和减去低电平半周期的反馈序列之和得到一个小抖动周期的鉴相结果；通过对若干个相邻的鉴相结果进行数字积分或平滑滤波得到高精度低噪声的鉴相(积分)结果；通过高精度低噪声的鉴相(积分)结果确定稳频信号电压的增减。积分数字稳频方法可以使激光陀螺减少模拟稳频所需要的鉴相解调和低通滤波积分电路，减少元器件可以节省成本提高可靠性。

技术领域

本发明涉及激光惯性导航技术领域，具体涉及一种激光陀螺仪积分数字稳频方法及装置。

背景技术

激光陀螺是激光惯导系统的核心组件，具有精度高、启动快、动态范围宽、比例因子线性度好、对加速度不敏感等优点，且成本低、体积小、重量轻、维护方便更适用于替代机械陀螺，已经广泛应用于航空、航天以及航海等领域。

激光陀螺是利用环形光路的Sagnac效应，即沿顺、逆时针在任意几何闭合光路相对运行两束光的相位差与该闭合光路相对于惯性空间的转动速率成线性关系。腔体加工水平、反射镜加工水平、镜片安装、使用过程中的温度变化等都会在环形光路的周长上有所体现，这种周长的变化会引起激光陀螺激光功率和激光谐振频率的不稳定从而引起激光陀螺输出错误的角度信息，因此需要通过稳定激光陀螺环形光路周长来稳定激光频率和功率。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种激光陀螺仪积分数字稳频方法及装置，通过积分数字稳频的方法调节激光陀螺环形光路的周长，使气体激光器稳定地工作在谐振频率和激光功率最大值。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种激光陀螺仪积分数字稳频方法，包括以下步骤：

S1，采集小抖动反馈信号序列；

S2，通过对小抖动反馈的信号序列做求和，获得一个周期内的鉴相结果；

S3，按照鉴相结果进行积分数字稳频计算得到稳频信号，并通过稳频驱动与小抖动调制添加到激光陀螺仪的环形光路上。

机抖激光陀螺需要通过稳定激光陀螺环形光路周长来稳定激光频率和功率。机抖激光陀螺积分数字稳频的方法可用于调节激光陀螺环形光路的周长，使气体激光器稳定地工作在谐振频率和激光功率最大值。积分数字稳频方法可以使激光陀螺减少模拟稳频所需要的鉴相解调和低通滤波积分电路，减少元器件一方面可以节省成本提高可靠性；一方面可以降低功耗减轻电路本身对激光陀螺环形光路的影响；一方面还可以减小电路板的面积更有利于激光陀螺小型化集成。

进一步的，所述小抖动反馈信号序列采用基于直接存储器存取的ADC数据采集方法采集。

进一步的，在所述步骤S1之前还包括小抖动反馈信号的生成方法，具体包括：

激光陀螺仪控制器产生小抖动方波，经过带通滤波后，与前一周期的积分数字稳频计算结果经过稳频驱动与小抖动调制添加到激光陀螺仪的环形光路上；

环形光路输出的光强信号经过放大后再经过带通滤波放大，得到小抖动反馈信号；

其中，所述积分数字稳频计算结果初始值取零。

进一步的，所述的通过对小抖动反馈的信号序列做求和，获得一个周期内的鉴相结果，通过下式实现：

y₄[n]＝∑(C+A[n])-∑(C+B[n])＝∑(A[n]-B[n])