【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿系统及其方法，属于光纤陀螺仪。
技术介绍
1、光纤陀螺仪是一种基于sagnac效应的角速度测量仪器，是惯性导航
的重要元件，目前被广泛使用的是数字式闭环检测方案。但是由于在闭环光纤陀螺仪的调制解调电路中，前向通道和反馈回路的增益都会随温度等环境因素发生漂移，导致光纤陀螺仪在2π复位时刻不能完全复位到0相位，即引入了额外的反馈相移。该反馈相移产生的误差被称为增益误差，该增益误差会影响光纤陀螺仪标度因数的线性度和对称性，降低光纤陀螺仪的零偏稳定性。
2、为了消除光纤陀螺仪的增益误差，通常的做法是通过调制(通常是方波调制、四态方波调制等方法)和解调，在fpga内计算出增益误差的数字量，然后将该数字量通过一个d/a模块转换成模拟量，用该模拟量调整另一个d/a模块(用来反馈角速度，形成闭环)的参考电压，从而调整反馈回路的增益大小，以达到补偿增益误差的目的。因此，传统的光纤陀螺仪需要两个d/a模块，一个用来反馈角速度，一个用来反馈增益误差。这是因为传统方法中仍将反馈增益误差用模拟信号方法来补偿、消除，因此仍需占用一条d/a反馈通道，没有真正实现全数字化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的即解决上述问题，提供一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿系统及其方法，可以将增益误差用纯数字式的方法来补偿、消除，从而可以与速度反馈通道同用一条d/a反馈通道，节省了一个d/a模块，降低了光纤陀螺仪的成本，而且数字式的反馈方法比传统模拟信
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的其中一个目的在于提供一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿系统，包括：
4、光纤陀螺仪闭环系统，在所述的光纤陀螺仪闭环系统中，光源发射的光信号经耦合器进入y波导集成光学芯片，在y波导集成光学芯片中转换为顺时针和逆时针两束光后进入光纤环传输，从光纤环返回的光信号依次通过y波导集成光学芯片和耦合器，由光电探测器检测光电流信号；
5、信号处理电路，在所述信号处理电路中，对光电探测器检测到的光电流信号放大并转换为数字信号，在fpga数字逻辑电路中通过数字运算方式解调数字信号中的增益误差数字量和角速度数字量，生成包含角速度补偿信息和增益误差补偿信息的反馈信号，反馈信号由单个d/a模块转换为模拟信号并通过驱动电路施加到光纤陀螺仪闭环系统中的y波导集成光学芯片的相位调制器，实现对光纤陀螺仪实时的增益误差补偿。
6、进一步地，所述的y波导集成光学芯片包括起偏器、y分束器与相位调制器，所述起偏器的一端连接耦合器，另一端连接y分束器一侧的端口，y分束器另一侧的两个端口分别连接光纤环的两端，形成两个分支；相位调制器位于其中一个或者两个分支上。
7、本专利技术的另一个目的在于提供一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿方法，应用于上述系统的信号处理电路中，包括以下步骤：
8、步骤1，将四态方波信号引入y波导集成光学芯片的相位调制器上；
9、步骤2，对光电探测器检测到的光电流信号放大并转换为数字信号送至fpga数字逻辑电路，在所述的fpga数字逻辑电路中对数字信号进行寄存、解调，生成角加速度信号的数字量和增益误差增量信号的数字量；
10、步骤3，所述角加速度信号的数字量每隔2τ周期累加一次，得到当前角速度；所述增益误差增量信号的数字量每隔2τ周期累加一次，得到当前增益误差值；
11、所述角速度每隔τ周期累加一次，得到当前阶梯波；
12、将当前阶梯波与当前四态方波值相加生成当前da寄存值；
13、将当前da寄存值以及当前增益误差值输入乘法器，得到当前da待移值；
14、将当前da待移值在存储该值的寄存器中执行向右移位操作，得到当前da待加值；
15、将当前da待加值与当前da寄存值输入加法器，得到包含角速度补偿信息和增益误差补偿信息的反馈信号；
16、步骤4，反馈信号由单个d/a模块转换为模拟信号并通过驱动电路施加到光纤陀螺仪闭环系统中的y波导集成光学芯片的相位调制器；
17、步骤5，重复步骤2-5，实时更新解调当前光纤陀螺仪的角速度和增益误差，实现对光纤陀螺仪实时的增益误差补偿。
18、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
19、本专利技术由于使用全数字式的补偿方法，相比于传统光纤陀螺仪中模拟信号式的增益误差补偿方法，由于将信号转为全数字式，可靠性更高，且不牺牲系统的其他性能。由于本专利技术将增益误差以全数字的形式进行补偿，可以在一个反馈通道将光纤陀螺仪的角速度和增益误差一同进行反馈补偿，与传统双闭环光纤陀螺仪相比，减少了一套反馈通道，减少了一个d/a模块的使用，降低了光纤陀螺仪的成本。
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1.一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿系统，其特征在于，所述的Y波导集成光学芯片包括起偏器、Y分束器与相位调制器，所述起偏器的一端连接耦合器，另一端连接Y分束器一侧的端口，Y分束器另一侧的两个端口分别连接光纤环的两端，形成两个分支；相位调制器位于其中一个或者两个分支上。
3.一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿方法，应用于权利要求1所述系统的信号处理电路中，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿方法，其特征在于，所述的四态方波信号表示为：
5.根据权利要求3所述的闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿方法，其特征在于，在所述的FPGA数字逻辑电路中对数字信号进行寄存、解调，生成角加速度信号的数字量和增益误差增量信号的数字量，具体为：
【技术特征摘要】
1.一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种闭环光纤陀螺仪的增益误差数字式补偿系统，其特征在于，所述的y波导集成光学芯片包括起偏器、y分束器与相位调制器，所述起偏器的一端连接耦合器，另一端连接y分束器一侧的端口，y分束器另一侧的两个端口分别连接光纤环的两端，形成两个分支；相位调制器位于其中一个或者两个分支上。
3.一种闭环光纤陀螺仪的增...
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