基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及惯性导航领域，公开了一种基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法及系统，用于提高对光纤陀螺进行零偏性能以及标度性能分析时的准确率。该方法包括：对测试装置进行测试参数设置，在参数设置完成后，对目标光纤陀螺进行性能测试；采集目标光纤陀螺的测试数据；对测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到多个零偏值及多个零偏稳定性参数；对多个零偏值进行平均值计算，得到零偏均值，进而进行零偏稳定性数值分析，得到零偏稳定性数据；对目标光纤陀螺进行标度因数分析，确定标度因数；进行性能指标分析，得到目标零偏稳定性性能指标，通过标度因数及目标零偏稳定性性能指标对目标光纤陀螺进行性能分析，得到对应的性能分析结果。的性能分析结果。的性能分析结果。

【技术实现步骤摘要】
基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及惯性导航领域，尤其涉及一种基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法及系统。

技术介绍

[0002]随着光纤陀螺技术的进步以及应用逐渐推广，高精度光纤陀螺的应用需求日益迫切。尤其是在一些长航时高精度水面、水下等船用应用场合，要求光纤陀螺精度高连续导航工作，为此，如何准确测试光纤陀螺精度以便评估陀螺是否满足系统应用需求显得尤为重要。
[0003]通常光纤陀螺精度通过直接测试方法加以确定，陀螺零偏稳定性通常采用静态测试获得多组陀螺数据，然后进行数据的平均和方差统计分析，传统的测试数据的处理方法是以陀螺采集的时间为序列，得到一组时序数据数，然后对时序数据进行等点数分组平滑，然后求方差，最终确定陀螺精度核心指标。在测试过程中为了降低环境对陀螺真实数据的干扰，通常需要采用隔振、恒温条件。上述条件一旦出现空间温度梯度，或者光纤陀螺附近热源分布较近时，会产生温度漂移，进而直接影响测试结果。此外，光纤陀螺在系统应用过程中，通常系统处于一定温度控制条件，且速率转台很少处于静止状态，而是以相对固定的速率旋转运动状态，因此，传统的静态测试条件无法反映光纤陀螺在动态测试条件下的性能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法及系统，解决了对光纤陀螺进行零偏性能以及标度性能分析时准确率较低的技术问题。
[0005]本专利技术提供了一种基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法，包括：对测试装置进行测试参数设置，并在测试参数设置完成后，对目标光纤陀螺进行性能测试，其中，所述测试装置包括：恒温温箱、速率转台以及隔振基座；根据预置的多个转台旋转周期和数据采集策略，采集所述目标光纤陀螺对应的测试数据；对所述测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏值以及每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数；对每个所述转台旋转周期对应的多个所述零偏值进行平均值计算，得到零偏均值，并通过每个所述转台旋转周期对应的多个所述零偏稳定性参数进行零偏稳定性数值分析，得到与所述目标光纤陀螺对应的零偏稳定性数据；通过所述零偏均值对所述目标光纤陀螺进行标度因数分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的标度因数；通过与所述目标光纤陀螺对应的零偏稳定性数据进行零偏稳定性性能指标分析，得到目标零偏稳定性性能指标，并通过与所述目标光纤陀螺对应的标度因数以及所述目标零偏稳定性性能指标对所述目标光纤陀螺进行性能分析，得到对应的性能分析结果。
[0006]在本专利技术中，所述对测试装置进行测试参数设置，并在测试参数设置完成后，对目标光纤陀螺进行性能测试步骤，包括：调用预置的测试装置，按照预设夹角阈值对所述速率
转台和目标光纤陀螺进行敏感轴夹角设置，并通过所述恒温温箱对所述目标光纤陀螺进行保温设置；在测试参数设置完成后，开启所述速率转台对目标光纤陀螺进行性能测试。
[0007]在本专利技术中，所述根据预置的多个转台旋转周期和数据采集策略，采集所述目标光纤陀螺对应的测试数据步骤，包括：获取预置的多个转台旋转周期，并对每个所述转台旋转周期进行旋转参数分析，确定每个所述转台旋转周期对应的目标旋转参数；基于每个所述转台旋转周期对应的目标旋转参数，根据预置的数据采集策略，采集所述目标光纤陀螺对应的测试数据。
[0008]在本专利技术中，所述对所述测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏值以及每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数步骤，包括：通过零偏值计算公式对所述测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到每个转台旋转周期对应的多个零偏值，其中，所述零偏值的计算公式如下所示：其中，为零偏值，avg表示对数据进行平均计算，表示在周期内的采集的测试数据，表示在周期内的采集的测试数据，表示在周期内的采集的测试数据，表示在周期内的采集的测试数据，、、及为四个数据采样周期，对所述测试数据进行零偏稳定性参数计算，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数。
[0009]在本专利技术中，所述对所述测试数据进行零偏稳定性参数计算，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数步骤，包括：
[0010]通过零偏稳定性参数计算公式对所述测试数据进行零偏稳定性参数计算，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数；其中，所述零偏稳定性参数计算公式如下所示：其中，为零偏稳定性参数。
[0011]在本专利技术中，所述通过所述零偏均值对所述目标光纤陀螺进行标度因数分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的标度因数步骤，包括：
[0012]基于标度因数计算公式，通过所述零偏均值进行标度因数计算，确定与所述目标光纤陀螺对应的标度因数，其中，所述标度因数计算公式如下所示：其中，K为标度因数，B为零偏均值，为所述目标旋转参数中的转台正向旋转角速度，为所述目标旋转参数中的转台逆向旋转角速度。
[0013]本专利技术还提供了一种基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析系统，包括：
测试模块，用于对测试装置进行测试参数设置，并在测试参数设置完成后，对目标光纤陀螺进行性能测试，其中，所述测试装置包括：恒温温箱、速率转台以及隔振基座；采集模块，用于根据预置的多个转台旋转周期和数据采集策略，采集所述目标光纤陀螺对应的测试数据；处理模块，用于对所述测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏值以及每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数；计算模块，用于对每个所述转台旋转周期对应的多个所述零偏值进行平均值计算，得到零偏均值，并通过每个所述转台旋转周期对应的多个所述零偏稳定性参数进行零偏稳定性数值分析，得到与所述目标光纤陀螺对应的零偏稳定性数据；确定模块，用于通过所述零偏均值对所述目标光纤陀螺进行标度因数分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的标度因数；分析模块，用于通过与所述目标光纤陀螺对应的零偏稳定性数据进行零偏稳定性性能指标分析，得到目标零偏稳定性性能指标，并通过与所述目标光纤陀螺对应的标度因数以及所述目标零偏稳定性性能指标对所述目标光纤陀螺进行性能分析，得到对应的性能分析结果。
[0014]本专利技术中，通过对目标光纤陀螺进行固定角速率的按照一定顺序正反旋转调制激励，然后通过采样及数据解调后获得零偏以及标度因数结果，有效改善传统静态陀螺零偏稳定性因热场均匀性的误差，提高测试精度，采用Allan方差零偏不稳定性评价陀螺性能，利于系统估算导航误差，并且通过动态测试方法，准确反映陀螺动态特性，更加真实反映系统应用状态下性能，进而提高光纤陀螺的零偏性能和标度性能。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：对测试装置进行测试参数设置，并在测试参数设置完成后，对目标光纤陀螺进行性能测试，其中，所述测试装置包括：恒温温箱、速率转台以及隔振基座；根据预置的多个转台旋转周期和数据采集策略，采集所述目标光纤陀螺对应的测试数据；对所述测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏值以及每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数；对每个所述转台旋转周期对应的多个所述零偏值进行平均值计算，得到零偏均值，并通过每个所述转台旋转周期对应的多个所述零偏稳定性参数进行零偏稳定性数值分析，得到与所述目标光纤陀螺对应的零偏稳定性数据；通过所述零偏均值对所述目标光纤陀螺进行标度因数分析，确定与所述目标光纤陀螺对应的标度因数；通过与所述目标光纤陀螺对应的零偏稳定性数据进行零偏稳定性性能指标分析，得到目标零偏稳定性性能指标，并通过与所述目标光纤陀螺对应的标度因数以及所述目标零偏稳定性性能指标对所述目标光纤陀螺进行性能分析，得到对应的性能分析结果。2.根据权利要求1所述的基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法，其特征在于，所述对测试装置进行测试参数设置，并在测试参数设置完成后，对目标光纤陀螺进行性能测试步骤，包括：调用预置的测试装置，按照预设夹角阈值对所述速率转台和目标光纤陀螺进行敏感轴夹角设置，并通过所述恒温温箱对所述目标光纤陀螺进行保温设置；在测试参数设置完成后，开启所述速率转台对目标光纤陀螺进行性能测试。3.根据权利要求1所述的基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法，其特征在于，所述根据预置的多个转台旋转周期和数据采集策略，采集所述目标光纤陀螺对应的测试数据步骤，包括：获取预置的多个转台旋转周期，并对每个所述转台旋转周期进行旋转参数分析，确定每个所述转台旋转周期对应的目标旋转参数；基于每个所述转台旋转周期对应的目标旋转参数，根据预置的数据采集策略，采集所述目标光纤陀螺对应的测试数据。4.根据权利要求1所述的基于旋转调制测试的光纤陀螺性能分析方法，其特征在于，所述对所述测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到每个所述转台旋转周期对应的多个零偏值以及每个所述转台旋转周期对应的多个零偏稳定性参数步骤，包括：通过零偏值计算公式对所述测试数据进行转速调制和转速解调处理，得到每个转台旋转周期对应的多个零偏值，其中，所述零偏值计算公式如下所示：其中，为零偏值，avg表示对数据进行平均计算，表示在周期内的采集的测试数据，表示在周期内...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵坤，刘伯晗，吴晓乐，左文龙，李德春，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：