空间角度测量系统及磁光调制器旋光漂移补偿方法与流程

本发明属于偏振光测角系统技术领域，具体涉及一种空间角度测量系统及磁光调制器旋光漂移补偿的方法。

背景技术

由于偏振光携带固有的振动方向信息，因此被广泛地应用于角度精密测量及传递系统中，在采用探测器来接收这一有用信号时，为提高信号辨析能力，提高系统测量精度，常采用对偏振信号进行调制，将有用信号变成周期性重复电信号，然后通过采用锁定放大和取样积分来改善信噪比，抑制并筛除噪声，恢复噪声中周期性重复的有用信号波形，来提高角度定位精度，实现精密测量。目前常用的偏振调制方式主要有电光调制及磁光调制，电光调制所需的调制电压较高，安全性差，而基于法拉第效应的磁光调制技术目前经过深入研究已有了进一步的发展，如西安精密光学机械研究所吴易明等人提出的基于偏振光和磁光调制的空间角度精密测量及传递技术目前已在火箭与导弹发射、航天器对接、玻璃内应力测量等装置中广泛应用。

现有技术中，吴易明等人提出的空间角度测量系统的基本原理如图1所示。将带有扩束镜的光源l发出的光束通过透振方向在x轴方向的起偏器p1形成线偏振光，线偏振光通过外加磁场方向和光轴一致的正弦交变调制磁场的磁光玻璃m时，线偏振光的偏振方向发生了偏转角为θ的偏转摆动，成为调制偏振光；调制信号光通过透振方向与x轴方向夹角为α的检偏器p2到达光电探测器d，利用后续信号处理电路对光电探测器接收到的信号进行处理，即可解算出方位角α。其中，激光光源l、起偏器p1、磁光调制器m组成偏振光信号发生单元，检偏器p2、光电探测器d和后端信号处理电路组成偏振光信号接收及测量单元。

具体的方位角α是根据以下运算原理解算出来的，设θ＝θ0sinωt为线偏振光经过磁光调制器m后振动方向的旋转角度，θ0为磁光调制角幅度，ω为调制频率，调制度mf＝2vbl＝2θ0，v为磁光玻璃的维尔德常数，b为磁场强度，l为磁光玻璃的通光长度，则光电探测器d接收到的光强i为：

i0为入射光强，光电探测器对接收到的光信号进行光电转换，并通过后端信号处理电路对信号进行处理，对以上信号采用贝塞尔函数展开，忽略二阶以上贝塞尔函数，并对调制后探测到的光信号进行隔直放大得到：

i＝i0[j1(mf)sin2αsinωt+j2(mf)cos2αcos2ωt](2)

通过上式，方位角α可利用探测信号的基频和二倍频分量获得，设定判定因子k如下：

并设置判定标准k0≈0，通过旋转偏振光信息接收及处理单元，即调整方位角α，当k≤k0时，判定此时系统处于消光状态α≈0°，根据旋转量δα即可实现原方位角α＝δα的测量。

该角度传递及测量方法相比机械和其他几何光学方法，由于具有不需要刚性连接、方位传递距离远、测量精度高等特点。而实际系统测量过程中发现，在采用(3)式进行角度α定位时，保持测量状态不变，随着时间的变化，角度α的测量值发生改变，3小时内α的测量值可达50″的漂移量，综合分析系统状态，可知α测量值的漂移是由磁光调制器m的温度变化引起的。磁光调制器由调制线圈和磁光玻璃组成，其结构特点决定了它自身的性能，调制线圈会产生不均匀的温度场，使得调制线圈的阻抗发生变化，影响调制电流产生的磁场的稳定性；磁光玻璃在交变磁场中也会发热，产生热膨胀不一致及压力、振动等外界干扰而引起的线性双折射，再加上其固有线性双折射，会造成维尔德常数v的变化，进而影响磁光调制的调制度mf，即在温度分别为t1、t2时刻，而磁光调制器的调制度mf不同，分别为mf1、mf2，而系统到达定位状态时的判定标准不变均为k0，于是根据(3)式判定得出的达到定位状态时的方位角不同分别为α01、α02，使测量系统产生旋光漂移现象，而旋光漂移的存在必然会引起测量灵敏度的下降和结果的不准确。

通过以上分析可知，磁光调制器在测量系统中发挥着重要的作用，其特性直接影响着测量结果的准确性和有效性，但磁光调制器本身的结构又限制了无法通过改进磁光调制器来消除旋光漂移。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种空间角度测量系统，能够实现空间角度测量并补偿磁光调制器的旋光漂移问题，进而使系统实现精密测量。本发明的另一个目的是提供上述测量系统磁光调制器旋光漂移的补偿方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种空间角度测量系统，包括第一偏振光发生单元、第一偏振光接收及测量单元、调制度测量单元和方位角测量及控制单元；

所述第一偏振光发生单元包括第一光源、第一偏振器和第一磁光调制器、第二偏振器、第二磁光调制器；所述第一光源用于发出光束，所述第一光源包括扩束镜；所述第一偏振器、第一磁光调制器、第二偏振器和第二磁光调制器依次设置在第一光源的光束出射光路上；所述第一偏振器用于将第一光源发出的光束分为沿所述光路的测量信号光束i0和与该光路垂直的参考光束i'0；所述第一磁光调制器用于对所述测量信号光束i0测进行磁光调制输出调制偏振光；所述第二偏振器用于将所述调制偏振光分为沿所述光路的测量信号光束i1和与该光路垂直的参考光束i'1；所述第一磁光调制器和第一磁光调制器输入的调制信号相同；

所述第一偏振光接收及测量单元设置在第一偏振光发生单元出射光的光路上，用于接收第一偏振光发生单元发出的线偏振光；所述第一偏振光接收及测量单元包括第一检偏器、第三光电探测器和分度台；所述第三光电探测器用于接收通过第一检偏器的偏振光；所述第一检偏器和第三光电探测器位于所述分度台上；

所述调制度测量单元包括磁光调制器驱动电路、第一光电探测器、第一信号处理器、第二光电探测器和第二信号处理器，所述第一光电探测器位于所述参考光束i'0的光路上，用于接收该参考光束i'0并转换为电信号后发送给所述第一信号处理器；所述第一信号处理器用于根据所述电信号计算得到i'0对应的电信号值u0并将该u0发送给所述第二信号处理器；所述第二光电探测器位于所述参考光束i'1的光路上，用于接收该参考光束i'1并转换为电信号后发送给第二信号处理器；所述磁光调制器驱动电路与分别与所述第一磁光调制器和第二磁光调制器电连接向其输入相同的调制信号，并将该调制信号发送给所述第二信号处理器和所述方位角测量及控制单元；所述第二信号处理器用于对第一信号处理器发送的电信号值u0、第二光电探测器发送的电信号以及磁光调制器驱动电路发送的调制信号进行处理，并将处理结果信号发送给所述方位角测量及控制单元；

所述方位角测量及控制单元包括第三信号处理器和分度台控制器；所述第三信号处理器用于对所述第三光电探测器接收到的信号和第二信号处理器发出的处理结果信号以及磁光调制器驱动电路发出的调制信号进行处理并将结果发送至所述分度台控制器；所述分度台控制器用于接收所述第三信号处理器发送的处理结果并根据该处理结果控制所述分度台的转动。

其中，所述第一磁光调制器和第二磁光调制器均包括磁旋光玻璃以及环绕设置在所述磁旋光玻璃周围的调制线圈。

其中，所述第二信号处理器用于根据所述电信号值u0的值以及第一偏振器的分光特性测量出所述信号光强i0的值。

其中，所述第二信号处理器还用于根据所述第二光电探测器发送的电信号得到调制度mf的值。

一种基于上述测量系统的测量系统来补偿磁光调制器旋光漂移的方法，包括：

步骤1：带有扩束镜的第一光源发出光束，入射至透振方向在x方向的第一偏振器分成测量信号光束i0与参考光束i'0，其中测量信号光束i0为偏振方向沿x轴方向的线偏振光；

步骤2：第一光电探测器接收该参考光束i'0并转换为电信号后发送给第一信号处理器，第一信号处理器根据该参考光束i'0得到电信号值u0并将其发送给第二信号处理器，第二信号处理器根据该电信号值u0得到信号光强i0的值，并将该信号光强i0发送给第三信号处理器；

步骤3：第一磁光调制器对入射的线偏振测量信号光束i0进行磁光调制使其偏振方向发生偏转角为θ的偏转成为调制偏振光；其中θ＝θ0sinωt，θ0为磁光调制角幅度，ω为调制频率，t为时间，调制度mf＝2θ0；

步骤4：第二偏振器将经过第一磁光调制器出射的线偏振测量信号光束i0分为测量信号光束i1与参考光束i'1，

其中：

i1＝i0cos²θ(5)

i1′＝i0-i1＝i0sin²θ(6)

步骤5：第二光电探测器接收该参考光束i'1并转换为电信号后发送给第二信号处理器，第二信号处理器根据该电信号得到调制度mf的值，并将调制度mf发送给第三信号处理器；

步骤6：第二磁光调制器对测量信号光束i1进行磁光调制后经过第三偏振器后得到出射光强为i2，其中所述第三偏振器的透振方向与x轴方向夹角为α；第三光电探测器接收该出射光强i2并转换为电信号发送给第三信号处理器；第三信号处理器对信号光强i0、调制度mf及第三光电探测器发送的电信号进行处理，同时将处理结果发送给分度台控制器，该分度台控制器根据处理结果控制分度台转动，根据分度台转动结果得到方位角α。

其中，所述第二信号处理器根据该电信号得到调制度mf的值，具体包括：

采用第一类贝塞尔函数对式(6)展开并忽略二阶以上的贝塞尔函数可得：

对参考光束i'1进行光电转换、隔直和交流放大得到：

u1′＝u0kj2(mf)cos2ωt(8)

式中k为比例系数，根据第二信号处理器测量的光强i0求得u0，并通过峰值采样求得mf的值，由此消除了由于光强i0变化对调制度mf的测量误差。

其中，所述第三信号处理器对信号光强i0、调制度mf及第三光电探测器发送的电信号进行处理得到方位角α，同时将处理结果发送给分度台控制器，该分度台控制器根据处理结果控制分度台转动；包括：

i2＝i1cos²(θ-α)＝i0cos²θcos²(θ-α)(9)

采用第一类贝塞尔函数对式(9)展开并忽略二阶以上的贝塞尔函数可得：

由于方位角α很小，则令cos²α＝cos2α，j0(mf)＝1，j1(2mf)＝mf，j2(2mf)＝mf²/2，j1(mf)＝mf/2，j2(mf)＝mf²/8则有：

经光电转换、隔直、交流放大后得到：

式中k为光电转换及放大比例系数，对该交流信号u2进行采样，并利用基频信号与倍频信号之间的特征关系运算得到：

k＝2ktan(2α)/mf(13)

上式中的调制度mf为第二信号处理器求得；根据(13)式，通过预设基准，设定以温度为t1时的判定标准k01为基准，其中k01≈0，第三信号处理器通过控制所述分度台控制器驱动分度台转动，改变方位角α，当满足k≤k01时，判定系统达到定位状态α≈0°，测量所述分度台的旋转量δα即得到原方位角α，设此温度条件下的原方位角α为α01、调制度为mf1、设定判定标准k01的值，则当系统在任意温度tn下工作时，通过调制度测量单元求得该温度条件下的调制度mfn，并建立该温度时系统达到定位状态k≤k0n时的判定标准k0n，其中：

第三信号处理器以此判定标准k0n控制分度台控制器驱动分度台转动，当k≤k0n时判定系统再次到达定位状态，此温度条件下测量得到的方位角α与温度为t1时的方位角相等(即α01＝α0n)，由此消除方位角测量时的旋光漂移现象。

其中，所述第二信号处理器根据该电信号值u0得到信号光强i0的值，包括：

第二信号处理器根据第一偏振器的分光特性得出测量信号光强i0与输出电信号值u0之间的线性关系，根据该线性关系得到信号光强i0的值。

本发明的有益效果是：

1.通过分析并恰当建立系统测量时达到定位状态时的判定标准与调制度之间的关系，在旋光漂移补偿系统中增加调制度测量单元，利用不同时刻的判定标准和调制度与前一时刻二者之间的特定关系，根据调制度变化补偿改变判定标准，消除了不同时刻温度变化导致的方位角测量值不同，所建立的补偿方案消除了方位角测量的旋光漂移现象，提高了系统测量结果的准确度及可靠性。

2.本发明利用偏振镜的分光作用在调制度测量单元增加了光强测量部分，消除了光强变化引起的调制度测量误差，进而实现方位角的精密测量。

3.本发明将磁光调制器驱动电路对磁光调制器加载的调制度发送至调制度测量单元，同时两者的调制度均发送至方位角测量及控制单元，有利于调制度的精确对比测量，提高方位角测量精度。

4.本发明测量系统相比传统的空间测角系统，误差影响因素较少，测量精度较高；同时具有原理简单、操作方便及工程化能力强的特点。

附图说明

图1为现有技术中基于磁光调制的空间测角系统的基本原理图；

图2为现有技术中基于磁光调制的空间测角系统的结构示意图；

图3为本发明空间角度测量系统的结构示意图；

图中标号如下：

1.第一偏振光发生单元；2.第一偏振光接收及测量单元；3.调制度测量单元；4.方位角测量及控制单元；5.第二偏振光发生单元；6.第二偏振光接收及测量单元；

11.第一光源；12.第一偏振器；13.第一磁光调制器；14.第二偏振器；15.第二磁光调制器；

21.第一检偏器；22.第三光电探测器；23.分度台；

31.磁光调制器驱动电路；32.第一光电探测器；33.第一信号处理器；34.第二光电探测器；35.第二信号处理器；

41.第三信号处理器；42.分度台控制器

51.第二光源；52.第四偏振器；53.第三磁光调制器；

61.第二检偏器；62.第四光电探测器；63.第四信号处理器

具体实施方式

如图2所示，为现有技术中基于磁光调制的空间测角系统，该系统包括第二偏振光发生单元5和第二偏振光接收及测量单元6；第二偏振光发生单元5包括第二光源51、第四偏振器52；第二光源51用于发出光束，第四偏振器52设置在第二光源51的光束出射方向上；第二偏振光接收及测量单元6包括第二检偏器61和第四光电探测器62和第四信号处理器63；其中第二光源51带有扩束镜；第四偏振器52的透振方向在x轴方向；第三磁光调制器53外加磁场方向和光轴一致的正弦交变调制磁场，磁旋光角度为θ；第二检偏器61的透振方向与x轴方向夹角为α。其工作原理是：带有扩束镜的第二光源51发出光束，光束通过透振方向在x轴方向的第四偏振器52，第四偏振器52将光束转化为振动方向携带方位角度信息的线偏振光；线偏振光经过外加磁场方向和光轴一致的正弦交变调制磁场的第三磁光调制器53，线偏振光的偏振方向发生了偏转角为θ的偏转摆动，成为调制偏振光；调制信号光通过透振方向与x轴方向夹角为α的第二检偏器61到达第四光电探测器62，利用后续第四信号处理器63对第四光电探测器62接收到的信号进行处理，即可解算出方位角α。具体的方位角α是根据以下运算原理解算出来的，设θ＝θ0sinωt为线偏振光经过第三磁光调制器53后振动方向的旋转角度，θ0为磁光调制角幅度，ω为调制频率，t为时间，调制度mf＝2θ0，则第四光电探测器62接收到的光强i为：

i0为入射光强，第四光电探测器62对接收到的光信号进行光电转换，并通过后端第四信号处理器63对信号进行处理；对以上信号采用贝塞尔函数展开，忽略二阶以上贝塞尔函数，并对调制后探测到的光信号进行隔直放大得到：

i＝i0[j1(mf)sin2αsinωt+j2(mf)cos2αcos2ωt](2)

通过上式，方位角α可利用探测信号的基频和二倍频分量获得，设定判定因子k如下：

并设置判定标准k0≈0，通过旋转第二偏振光接收及测量单元6，即调整方位角α，当k≤k0时，判定此时系统处于消光状态α≈0°，根据旋转量δα即可实现原方位角α＝δα的测量。但由于不同时刻第三磁光调制器53产生的温度变化不同，导致磁光调制的调制度mf发生变化，这样在不同时刻利用相同的定位状态判定标准测得的方位角不同，产生旋光漂移，导致测量灵敏度下降和结果的不准确。

本发明提出了在空间角度测量系统中采用补偿的方法来修正旋光漂移影响的方法，即本发明的目的是提供一种空间角度测量系统和方法，能够采用补偿的方法来修正旋光漂移的影响。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

根据(3)式分析判定因子k的形式，设在温度分别为t1、t2时刻，系统到达定位状态时的判定标准分别为k01、k02，达到定位状态时的方位角分别为α01、α02，调制度分别为mf1、mf2，k01＝tan2α01j1(mf1)/j2(mf1)，k02＝tan2α02j1(mf2)/j2(mf2)，若不存在旋光漂移，则α01＝α02，将k02与k01相比，则

其中j1(mf)≈mf/2、j2(mf)≈mf²/8，因此由(4)式即可推广至普适情况，建立任一时刻与前一时刻的判定标准和调制度之间的关系。

根据以上分析结果，本发明提出了旋光漂移补偿方案，具体为将系统是否达定位完成时的判定标准不设定为固定值，而是设定为与调制度mf有关的变量，在系统中增加mf测量部分，将mf的变化实时的反馈给系统的光电检测和随动控制部分，恰当建立定位完成时的判定标准与调制度mf的关系，进行旋光漂移的补偿。

实施例1

如图3所示，本实施例提供一种空间角度测量系统，包括第一偏振光发生单元1、第一偏振光接收及测量单元2、调制度测量单元3和方位角测量及控制单元4；第一偏振光发生单元1用于发出线偏振光；第一偏振光接收及测量单元2用于接收第一偏振光发生单元1发出的线偏振光；调制度测量单元3用于测量第一偏振光发生单元1中的第一磁光调制器13和第二磁光调制器15的磁光调制度，方位角测量及控制单元4用于接收第一偏振光接收及测量单元2和调制度测量单元3的测量结果并控制第一偏振光接收及测量单元2中的分度台23转动。

如图3所示，第一偏振光发生单元1包括第一光源11、第一偏振器12和第一磁光调制器13、第二偏振器14、第二磁光调制器15；第一光源11用于发出光束，第一偏振器12、第一磁光调制器13、第二偏振器14和第二磁光调制器15依次设置在第一光源11的光束出射方向上，其中，第一光源11带有扩束镜；第一偏振器12用于将光束分成两束，其透振方向在x轴方向，输出的偏振方向在x轴的线偏振光为测量信号光束，入射至第一磁光调制器13，另一束为参考光束，入射至调制度测量单元3；第一磁光调制器13和第二磁光调制器15均包括磁旋光玻璃以及环绕设置在磁旋光玻璃周围的调制线圈，为了保证磁光调制的一致性，本实施例中第一磁光调制器13和第二磁光调制器15输入的调制信号相同；第一磁光调制器13和第二磁光调制器15均外加磁场方向和光轴一致的正弦交变调制磁场，磁旋光角度为θ；第二偏振器14用于将光束分成两束，其透振方向与第一偏振器12的透振方向平行，输出的线偏振光为测量信号光束，入射至第二磁光调制器15，另一束为参考光束，入射至调制度测量单元3。

如图3所示，第一偏振光接收及测量单元2设置在第一偏振光发生单元1出射光的光路上，用于接收第一偏振光发生单元1发出的线偏振光。第一偏振光接收及测量单元2包括第一检偏器21、第三光电探测器22和分度台23；其中第一检偏器21的透振方向与x轴方向夹角为α，第三光电探测器22用于接收通过第一检偏器21的偏振光；第一检偏器21和第三光电探测器22位于分度台23上。

如图3所示，调制度测量单元3包括磁光调制器驱动电路31、第一光电探测器32、第一信号处理器33、第二光电探测器34和第二信号处理器35；其中第一光电探测器32位于接收第一偏振器12分出的参考光束光路上；第一信号处理器33用于对第一光电探测器32接收到的信号进行处理，并将结果发送至第二信号处理器35；磁光调制器驱动电路31用于对第一磁光调制器13和第二磁光调制器15加载调制信号，并将调制度信息发送至第二信号处理器35和方位角测量及控制单元4；第二光电探测器34位于接收第二偏振器14分出的参考光束光路上；第二信号处理器35用于对第二光电探测器34接收到的信号、接收到的第一信号处理器33发出的结果信号和磁光调制器驱动电路31发出的调制信号进行处理，并将结果发送至方位角测量及控制单元4。

如图3所示，方位角测量及控制单元4包括第三信号处理器41和分度台控制器42；第三信号处理器41用于对第三光电探测器22接收到的信号、第二信号处理器35发出的结果信号和磁光调制器驱动电路31发出的调制信号进行处理，并将结果发送至分度台控制器42；分度台控制器42用于接收第三信号处理器41发出的结果信号，并根据该结果信号控制分度台23的转动。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种磁光调制器旋光漂移的补偿方法，具体步骤如下：

步骤1，

带有扩束镜的第一光源(11)发出光束，该光束入射至透振方向在x方向的第一偏振器(12)分成两束光，分别为测量信号光束i0与参考光束i'0，其中测量信号光束i0为偏振方向沿x轴方向的线偏振光，参考光束i'0的光路与信号光束i0的光路垂直。

步骤2，

参考光束i'0经过第一光电探测器(32)，转换为电信号被第一信号处理器(33)所接收，经第一信号处理器(33)输出电信号值u0至第二信号处理器(35)，第二信号处理器(35)完成输出电信号值u0的测量，并根据第一偏振器(12)的分光特性运算得出的另一路出射测量信号光强i0与输出电信号值u0之间的线性关系，完成测量信号光强i0光强变化的实时检测。

步骤3，

第一偏振器(12)分出的偏振方向沿x轴方向的线偏振测量信号光束i0入射至由磁光调制器驱动电路(31)加载调制信号的第一磁光调制器(13)，线偏振光的偏振方向发生了偏转角为θ的偏转摆动，成为调制偏振光；其中θ＝θ0sinωt，θ0为磁光调制角幅度，ω为调制频率，t为时间，调制度mf＝2θ0，同时磁光调制器驱动电路(31)将调制度信号mf发送至第二信号处理器(35)和第三信号处理器(41)，便于完成对比测量。

步骤4，

经过第一磁光调制器(13)的线偏振测量信号光束i0入射至透振方向与第一偏振器(12)透振方向平行的第二偏振器(14)分成两束光，分别为测量信号光束i1与参考光束i'1，其中测量信号光束i1为第二偏振器(14)分出的线偏振光，则

i1＝i0cos²θ(5)

i1′＝i0-i1＝i0sin²θ(6)

步骤5，

参考光束i'1经过第二光电探测器(34)，转换为电信号被信号处理器(35)所接收并进行信号处理，完成调制度mf的测量，其信号处理和测量过程如下：

采用第一类贝塞尔函数将式(6)展开并忽略二阶以上的贝塞尔函数可得：

对参考光束i'1进行光电转换、隔直和交流放大得到：

u1′＝u0kj2(mf)cos2ωt(8)

式中k为比例系数，根据第二信号处理器(35)测量的光强i0求得u0，并通过峰值采样即可求得mf的值，消除了由于光强i0变化对调制度mf的测量误差；调制度mf的测量值发给方位角测量及控制单元(4)中的第三信号处理器(41)。

步骤6，

经过第二偏振器(14)的线偏振光入射至磁光调制器驱动电路(31)加载调制信号的第二磁光调制器(15)，并由第一偏振光接收及测量单元(2)接收，经透振方向与x轴方向夹角为α的第三偏振器(21)，出射光强为i2，被第三光电探测器(23)接收，转换为电信号被方位角测量及控制单元(4)中的第三信号处理器(41)所接收并进行信号处理，完成分度台(23)的控制及方位角α的测量；其信号处理和测量控制过程如下：

i2＝i1cos²(θ-α)＝i0cos²θcos²(θ-α)(9)

采用第一类贝塞尔函数将式(9)展开并忽略二阶以上的贝塞尔函数可得：

由于方位角α一般情况下很小，则令cos²α＝cos2α，j0(mf)＝1，j1(2mf)＝mf，j2(2mf)＝mf²/2，j1(mf)＝mf/2，j2(mf)＝mf²/8则有：

经光电转换、隔直、交流放大后得到：

式中k为光电转换及放大比例系数，对该交流信号u2进行采样，并利用基频信号与倍频信号之间的特征关系运算可得到：

k＝2ktan(2α)/mf(13)

上式中的调制度mf为调制度测量单元(3)求得；根据(13)式，通过预设基准，设定以温度为t1时的判定标准k01为基准，其中k01≈0，第三信号处理器通过控制分度台控制器驱动分度台转动，改变方位角α，当满足k≤k01时，判定系统达到定位状态α≈0°，根据分度台旋转量δα即可实现原方位角α＝δα的测量，设此温度条件下的原方位角α为α01、调制度为mf1，则当系统在任意温度tn下工作时，首先通过调制度测量单元(3)求得该温度条件下的调制度mfn，并建立该温度时系统达到定位状态k≤k0n时的判定标准k0n，如式(14)：

第三信号处理器(41)以此控制分度台控制器(42)驱动分度台(23)转动，当k≤k0n时判定系统再次到达定位状态，此温度条件下测量得到的方位角α与温度为t1时的方位角相等(即α01＝α0n)，由此即可消除方位角测量时的旋光漂移现象。