[发明专利]光纤陀螺零偏漂移的补偿方法、系统和计算机存储介质

说明书

本发明提供了一种光纤陀螺零偏漂移的补偿方法、系统和计算机存储介质，属于惯性定位定向技术领域。该光纤陀螺零偏漂移的补偿方法全面考虑了光纤陀螺在工作时所处环境的温度值以及温度变化率对光纤陀螺温度漂移的影响，并基于温度值以及温度变化率建立了对应的光纤陀螺零偏漂移温度补偿模型来对光纤陀螺的输出零偏进行预估，使工作人员能够更加准确的光纤陀螺的输出数据进行温度补偿，提高了对光纤陀螺零偏的补偿精确度。该补偿系统具有实现上述补偿方法的功能，该计算机存储介质能够存储计算机指令，该计算机指令被处理器执行时能够实现上述补偿方法。

技术领域

本发明涉及惯性定位定向技术领域，特别涉及一种光纤陀螺零偏漂移的补偿方法、系统和计算机存储介质。

背景技术

光纤陀螺是一种基于萨格纳克效应的角速率传感器，由于其成本低、工艺简单、可靠性高、抗冲击振动能力强，其应用前景备受重视，已经成为主流的传感器之一。然而构成光纤陀螺的主要器件如光纤环、光源等对温度较为敏感，导致光纤陀螺输出零偏受到温度的影响较大，陀螺输出零偏随温度变化发生较大漂移，降低了光纤陀螺测量精度。

在相关技术中，通常基于神经网络模型或者多项式模式来建立光纤陀螺零偏漂移的温度补偿模型，对光纤陀螺零偏漂移进行温度补偿以提高光纤陀螺的输出精度。

采用神经网络模型来建立光纤陀螺零偏漂移的温度补偿模型，虽然能保证其数据精度，但其算法复杂，不利于工程实现。而采用多项式模型结构简单，工程实现容易，但其非线性补偿能力弱，多数只考虑光纤陀螺当前温度的影响，导致补偿精确度较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种光纤陀螺零偏漂移的补偿方法、系统和计算机存储介质，能够提高对光纤陀螺零偏的补偿精确度。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种光纤陀螺零偏漂移的补偿方法，包括：

将光纤陀螺置于温箱中进行温度试验，获取多组所述光纤陀螺的温度实验数据，并利用多组所述温度实验数据构建输出数据集，所述温度实验数据包括温度值、在所述温度值下的陀螺角速率数据以及对应的时间点数据；

基于所述温度值以及所述温箱中的温度随时间的变化率构建以下光纤陀螺零偏漂移温度补偿模型：

其中，表示在温度值T下的模型估算的光纤陀螺零偏，b₀表示室温25℃下保温两小时的光纤陀螺零偏输出均值，△T/△t为温度随时间的变化率，α₁、α₂为温度系数，β₁、β₂为温度变化率系数；

获取所述光纤陀螺实际工作时的实时温度数据，所述实时温度数据包括所述温度值和工作环境中的所述温度随时间的变化率；

将所述输出数据集输入所述光纤陀螺零偏漂移温度补偿模型进行训练，将所述实时温度数据输入训练好的所述光纤陀螺零偏漂移温度补偿模型，并基于输出值对所述光纤陀螺的零偏漂移进行补偿。

可选地，所述温度实验包括全温实验和随机升降温试验。

可选地，所述将所述输出数据集输入所述光纤陀螺零偏漂移温度补偿模型进行训练，将所述实时温度数据输入训练好的所述光纤陀螺零偏漂移温度补偿模型，并基于输出值对所述光纤陀螺的零偏漂移进行补偿，包括：

对所述输出数据集进行层次聚类，将多组所述温度实验数据分为多类，并获取每类中处于聚类中心的所述温度实验数据；

将每类中处于聚类中型的所述温度实验数据中的所述温度值确定为温度分段点，进而获取多个所述温度分段点；

按照所述温度值的大小以从低到高的顺序对所述温度分段点进行排列，并基于所述温度分段点将所述输出数据集分为多个温度段区间；