一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺的制作方法

本发明涉及卫星用微小型干涉式光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺。

背景技术：

光纤陀螺因其可靠性高、精度高、体积小和重量轻等优势在空间任务中有很好的应用和可行性。随着卫星系统朝着高精度、轻小型、低功耗和低成本的方向发展，对光纤陀螺提出了可靠性高、成本低和体积小的要求。因此，减小体积、提高可靠性是光纤陀螺应用于空间任务的重要的措施。

时分复用技术是减小光纤陀螺体积、降低质量、功耗和节约成本的重要手段。传统的时分复用光纤陀螺的构型，如图1所示，包括：光源101、耦合器102、x敏感轴103、y敏感轴104、z敏感轴105、探测器106以及信号处理电路107；其中，每个敏感轴包括y波导108和光纤环109。这种时分复用方案虽然对于卫星用有很大的优势，然而，由于光电器件和功能模块的复用，单个器件的失效必然会影响陀螺整机的正常工作。尤其包括光源、探测器以及y波导在内的有源器件，是发生故障较大的器件。这些器件的失效或者性能降低必然会导致陀螺整机的失效，造成任务失败。

因此，从可靠性角度考虑，传统的时分复用光纤陀螺在卫星空间任务应用中还存在一定的局限性。若想解决上述局限性必须通过必要的技术手段提高时分复用光纤陀螺的可靠性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺，用以同时满足光纤陀螺的微型化要求和高可靠性要求。

因此，本发明提供了一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺，包括：第一光源、第二光源、第一探测器、第二探测器、耦合器、x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴、s敏感轴、第一信号处理电路、第二信号处理电路、第一光源驱动电路以及第二光源驱动电路；其中，

所述第一光源、所述第二光源、所述第一探测器和所述第二探测器分别与所述耦合器的前端四个端口连接，所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴分别与所述耦合器的后端四个端口连接；

所述第一探测器与所述第一信号处理电路连接，所述第二探测器与所述第二信号处理电路连接，所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路通过第一电子开关与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴连接；

所述第一光源驱动电路通过第二电子开关与所述第一光源连接，所述第二光源驱动电路通过第三电子开关与所述第二光源连接；

所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路分别独立控制所述第一电子开关、所述第二电子开关和所述第三电子开关的闭合与断开；

所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴分别包括y波导和光纤环；所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴两两正交，所述s敏感轴斜置；

在所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率都正常时，所述第一信号处理电路分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴连接，所述第一光源驱动电路与所述第一光源连接，所述第二光源驱动电路与所述第二光源断开，所述第一光源驱动电路驱动所述第一光源提供光，通过时分复用调制利用所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴进行姿态测量；

在所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴中任意一个的光功率发生异常时，通过时分复用调制启用所述s敏感轴，利用所述s敏感轴解算得到故障敏感轴的角速度信息，代替所述故障敏感轴进行姿态测量；

在所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率都发生异常时，通过所述第一电子开关断开所述第一信号处理电路分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴的连接，使所述第二信号处理电路分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴连接；若所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率仍然异常，则通过所述第二电子开关断开所述第一光源驱动电路与所述第一光源的连接，同时通过所述第三电子开关使所述第二光源驱动电路与所述第二光源连接，所述第二光源驱动电路驱动所述第二光源提供光，通过时分复用调制利用所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴进行姿态测量。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺中，在所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率都正常时，所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴按照时序分时工作，任意时刻只有一个敏感轴处于工作状态，处于工作状态的敏感轴为调制相位，其余两个敏感轴为±π调制相位，所述s敏感轴一直为±π调制相位；

在所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴中任意一个的光功率发生异常时，所述s敏感轴参与分时工作，处于工作状态时为调制相位，其余时间为±π调制相位，所述故障敏感轴一直为±π调制相位。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺中，所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路分别包括：以fpga为控制中心的数字算法电路；

所述以fpga为控制中心的数字算法电路，用于控制所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴时分复用调制和解调；对光纤陀螺的光功率进行分时探测以及故障诊断和重构；控制所述第一电子开关使所述第一信号处理电路分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴连接或使所述第二信号处理电路分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴连接；控制所述第二电子开关使所述第一光源驱动电路与所述第一光源连接或断开；控制所述第三电子开关使所述第二光源驱动电路与所述第二光源连接或断开。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺中，所述s敏感轴分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的夹角为57.74°。

本发明还提供了一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺的故障诊断和重构方法，包括如下步骤：

s1：分别计算所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的最小光功率，并保存在存储器中；

s2：获取t时刻所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率；

s3：判断t时刻所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率是否小于对应的最小光功率；若t时刻所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴中任意一个的光功率小于对应的最小光功率，则执行步骤s4；若t时刻所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率都小于对应的最小光功率，则执行步骤s5；若t时刻所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率大于或等于对应的最小光功率，则返回步骤s2，进行t＝t+1时刻的诊断；

s4：通过时分复用调制启用所述s敏感轴，利用所述s敏感轴解算得到所述故障敏感轴的角速度信息，代替所述故障敏感轴进行姿态测量；返回步骤s2，进行t＝t+1时刻的诊断；

s5：判断是否为第一次确定t时刻所述x敏感轴、所述y敏感轴和所述z敏感轴的光功率都小于对应的最小光功率；若是，则执行步骤s6；若否，则执行步骤s7；

s6：通过所述第一电子开关断开所述第一信号处理电路分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴的连接，使所述第二信号处理电路分别与所述x敏感轴、所述y敏感轴、所述z敏感轴和所述s敏感轴连接；返回步骤s2，重新进行t时刻的诊断；

s7：通过所述第二电子开关断开所述第一光源驱动电路与所述第一光源的连接，同时通过所述第三电子开关使所述第二光源驱动电路与所述第二光源连接；返回步骤s2，进行t＝t+1时刻的诊断。

本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺，采用时分复用技术，多轴共用一个光源驱动电路、一个光源、一个探测器和一个信号处理电路，尽可能地简化光纤陀螺的结构，具有质量轻、体积小和功耗低等方面的优点，实现了光纤陀螺系统微型化的目标，能够满足卫星应用中对光纤陀螺小型化的需求。采用高可靠性技术，具体采用四轴冗余配置方案，能够容许一个敏感轴发生故障而不影响光纤陀螺的正常工作，以及采用双光源驱动电路、双光源、双探测器和双信号处理电路方案，对光纤陀螺系统的薄弱环节和故障率较高的光电器件进行冗余设计，能够容许光源驱动电路或光源或探测器或信号处理电路发生故障而不影响光纤陀螺的正常工作，这样，可以提高光纤陀螺的可靠性，延长光纤陀螺的使用寿命，降低单机的故障概率。并且，信号处理电路不仅可以获取工作敏感轴的角速度信息，还设置专门通道从中提取x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴的光功率信息作为故障的判据，利用光功率信息进行故障诊断和定位，进而提出重构策略；采用分时调制的方案，工作敏感轴和故障敏感轴通过调制信号进行切换，而不需要复杂的控制器件；采用简单的电子开关可以同时将两个光源驱动电路、两个光源、两个探测器和两个信号处理电路进行切换。

附图说明

图1为现有的时分复用光纤陀螺的结构示意图；

图2为本发明提供的一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺的结构示意图；

图3为本发明提供的一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺正常工作时的调制信号图；

图4为本发明提供的一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺x敏感轴故障时的调制信号图；

图5为本发明提供的一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺中每个信号处理电路的结构示意图；

图6为本发明提供的一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺的故障诊断和重构方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本发明。

本发明提供的一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺，如图2所示，包括：第一光源1、第二光源2、第一探测器3、第二探测器4、耦合器5、x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8、s敏感轴9、第一信号处理电路10、第二信号处理电路11、第一光源驱动电路12以及第二光源驱动电路13；其中，

具体地，耦合器5可以为4×4耦合器；第一光源1、第二光源2、第一探测器3和第二探测器4分别与耦合器5的前端四个端口连接，x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8和s敏感轴9分别与耦合器5的后端四个端口连接；

第一探测器3与第一信号处理电路10连接，第二探测器4与第二信号处理电路11连接，第一信号处理电路10和第二信号处理电路11通过第一电子开关14与x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8和s敏感轴9连接；

第一光源驱动电路12通过第二电子开关15与第一光源1连接，第二光源驱动电路13通过第三电子开关16与第二光源2连接；

第一信号处理电路10和第二信号处理电路11分别独立控制第一电子开关14、第二电子开关15和第三电子开关16的闭合与断开；

x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8和s敏感轴9分别包括y波导17和光纤环18；x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8两两正交，s敏感轴9斜置；这样，s敏感轴9可以敏感到x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8三个正交方向的角速度分量，当x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8中的任意一个发生故障时，可以利用s敏感轴9的输出通过矢量求和以及分解来解算出故障敏感轴方向的角速度信息，以保证x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8正交方向的角速度信息的完整，从而实现利用s敏感轴9代替故障敏感轴工作；

在x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8的光功率都正常时，第一信号处理电路10分别与x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8和s敏感轴9连接，第一光源驱动电路12与第一光源1连接，第二光源驱动电路13与第二光源2断开，第一光源驱动电路12驱动第一光源1提供光，通过时分复用调制利用x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8进行姿态测量；

在x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8中任意一个的光功率发生异常时，通过时分复用调制启用s敏感轴9，利用s敏感轴9解算得到故障敏感轴的角速度信息，代替故障敏感轴进行姿态测量；具体地，s敏感轴的启用，可以通过改变时分复用调制方式实现，无需使用多余的光电器件；

在x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8的光功率都发生异常时，通过第一电子开关14断开第一信号处理电路10分别与x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8和s敏感轴9的连接，使第二信号处理电路11分别与x敏感轴6、y敏感轴7、z敏感轴8和s敏感轴9连接；若x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8的光功率仍然异常，则通过第二电子开关15断开第一光源驱动电路12与第一光源1的连接，同时通过第三电子开关16使第二光源驱动电路13与第二光源2连接，第二光源驱动电路13驱动第二光源2提供光，通过时分复用调制利用x敏感轴6、y敏感轴7和z敏感轴8进行姿态测量。

本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺，采用时分复用技术，多轴共用一个光源驱动电路、一个光源、一个探测器和一个信号处理电路，尽可能地简化光纤陀螺的结构，具有质量轻、体积小和功耗低等方面的优点，实现了光纤陀螺系统微型化的目标，能够满足卫星应用中对光纤陀螺小型化的需求。采用高可靠性技术，具体采用四轴冗余配置方案，能够容许一个敏感轴发生故障而不影响光纤陀螺的正常工作，以及采用双光源驱动电路、双光源、双探测器和双信号处理电路方案，对光纤陀螺系统的薄弱环节和故障率较高的光电器件进行冗余设计，能够容许光源驱动电路或光源或探测器或信号处理电路发生故障而不影响光纤陀螺的正常工作，这样，可以提高光纤陀螺的可靠性，延长光纤陀螺的使用寿命，降低单机的故障概率。并且，每个信号处理电路不仅可以获取工作敏感轴的角速度信息，还设置专门通道从中提取x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴的光功率信息作为故障的判据，利用光功率信息进行故障诊断和定位，进而提出重构策略；采用分时调制的方案，工作敏感轴和故障敏感轴通过调制信号进行切换，而不需要复杂的控制器件；采用简单的电子开关可以同时将两个光源驱动电路、两个光源、两个探测器和两个信号处理电路进行切换。

本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺，主要包括多个敏感轴分时共用光源驱动电路、光源、探测器和信号处理模块，分时的控制方法通过控制调制方式实现。分时使用探测器和信号处理电路，每一时刻只能获取一个敏感轴的信号，通过信号处理电路的低通滤波方法可以获取每个敏感轴的光功率作为故障诊断的依据。若某个敏感轴的光功率小于该敏感轴的最小光功率，则认为该敏感轴出现故障。每个敏感轴的最小光功率可以采用辐照致衰减模型获得，通过地面的实验预测出空间应用中x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的最小光功率。

当正常工作时，即x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的光功率都正常时，x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴按照一定的时序分时工作，输出角速度信息，第一光源发出的光经过耦合器分别进入x敏感轴y敏感轴z敏感轴和s敏感轴。s敏感轴一直调制到±π相位，工作于低敏感区，处于备份状态，干涉条纹调到暗条纹，回光不会影响到其他敏感轴工作。对需要提供角速度信息的x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴分时调制，任意时刻只有一个敏感轴处于工作状态，处于工作状态的敏感轴调制于相位，其余两个敏感轴调制于±π相位，保证每一个时刻探测器只能提供x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴中一个敏感轴的角速度信息，调制信号如图3所示，分时调制的具体调制过程可以分为以下几步：

(1)以光纤环的渡越时间τ为计数周期，设置x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的工作时间间隔分别为tx、ty和tz，x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴按周期循环工作；

(2)在tx时间段内，x敏感轴进行调制，y敏感轴和z敏感轴进行±π调制，采集第一探测器上的信号进行闭环控制，同时结算出x敏感轴的光功率大小powerx；

(3)在ty时间段内，y敏感轴进行调制，x敏感轴和z敏感轴进行±π调制，采集第一探测器上的信号进行闭环控制，同时结算出y敏感轴的光功率大小powery；

(4)在tz时间段内，z敏感轴进行调制，x敏感轴和y敏感轴进行±π调制，采集第一探测器上的信号进行闭环控制，同时结算出z敏感轴的光功率大小powerz。

当x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴中任意一个的光功率发生异常时，s敏感轴替换故障敏感轴，在故障敏感轴的工作时序上，参与分时工作，s敏感轴处于工作状态时调制于相位，其余时间为±π调制相位，故障敏感轴一直调制于±π相位。如图4所示，以x敏感轴故障为例，利用s敏感轴参与时分复用调制时序替换x敏感轴，将s敏感轴调制于相位，同时x敏感轴进行±π调制，将s敏感轴角速度输出通过安装角度解算在x敏感轴方向上的角速度。

在具体实施时，在本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺中，第一信号处理电路和第二信号处理电路，如图5所示，分别包括：以fpga为控制中心的数字算法电路；以fpga为控制中心的数字算法电路，可以控制x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴和s敏感轴时分复用调制和解调；还可以对光纤陀螺的光功率进行分时探测以及故障诊断和重构；还可以控制第一电子开关使第一信号处理电路分别与x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴和s敏感轴连接或使第二信号处理电路分别与x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴和s敏感轴连接，以实现第一探测器、第一信号处理电路和第二探测器、第二信号处理电路之间的切换；还可以控制第二电子开关使第一光源驱动电路与第一光源连接或断开，以及控制第三电子开关使第二光源驱动电路与第二光源连接或断开，以实现第一光源驱动电路、第一光源和第二光源驱动电路、第二光源之间的切换。

在具体实施时，在本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺中，第一信号处理电路和第二信号处理电路，如图5所示，分别还包括：跨阻抗电路、带通滤波和放大电路、低通滤波和放大电路、a/d转换电路以及d/a转换和驱动电路；其中，跨阻抗电路用于用于将探测器的光电流转化为电压信号；带通滤波和放大电路用于对光纤陀螺微弱信号进行放大和滤波；低通滤波和放大电路用于获取各敏感轴的光功率信号；a/d转换电路用于将光纤陀螺的角速度信号和光功率信号由模拟信号转换为数字信号并输入到fpga内部，角速度信号用来闭环处理，光功率信号与存储器中的最小光功率通过比较器进行对比，用来故障诊断；d/a转换和驱动电路用于将fpga输出的闭环控制和调制信号由数字信号转换为模拟信号施加到y波导上。

在具体实施时，在本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺中，s敏感轴分别与x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的夹角为57.74°，这样，s敏感轴可以保持与x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴具有相同的夹角。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种高可靠性配置时分复用光纤陀螺的故障诊断和重构方法，如图6所示，包括如下步骤：

s1：分别计算x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的最小光功率，并保存在存储器中；

s2：获取t时刻x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的光功率；

s3：判断t时刻x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的光功率是否小于对应的最小光功率；若t时刻x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴中任意一个的光功率小于对应的最小光功率，则执行步骤s4；若t时刻x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的光功率都小于对应的最小光功率，则执行步骤s5；若t时刻x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的光功率大于或等于对应的最小光功率，则返回步骤s2，进行t＝t+1时刻的诊断；

s4：通过时分复用调制启用s敏感轴，利用s敏感轴解算得到故障敏感轴的角速度信息，代替故障敏感轴进行姿态测量；返回步骤s2，进行t＝t+1时刻的诊断；

s5：判断是否为第一次确定t时刻x敏感轴、y敏感轴和z敏感轴的光功率都小于对应的最小光功率；若是，则执行步骤s6；若否，则执行步骤s7；

s6：通过第一电子开关断开第一信号处理电路分别与x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴和s敏感轴的连接，使第二信号处理电路分别与x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴和s敏感轴连接；返回步骤s2，重新进行t时刻的诊断；

s7：通过第二电子开关断开第一光源驱动电路与第一光源的连接，同时通过第三电子开关使第二光源驱动电路与第二光源连接；返回步骤s2，进行t＝t+1时刻的诊断。

在具体实施时，本发明提供的上述故障诊断和重构方法中，故障诊断是依据每个敏感轴的光功率大小进行判定的，首先根据第一光源、xyz敏感轴中的光纤环以及空间环境参数，利用辐照致衰减模型推算出在空间任务中，每个敏感轴的最小光功率值powerrx、powerry和powerrz，作为故障诊断的基准光功率值，每个敏感轴的基准光功率的标定依据卫星所在轨道的辐照参数在地面进行标定，并存储在光纤陀螺内部的存储器中。将实际结算出各敏感轴的光功率与最小光功率进行对比，诊断故障与否，以x敏感轴为例，当powerx<powerrx时，认为x敏感轴发生故障。

本发明关于故障诊断和重构策略如表1所示，根据故障敏感轴的数量进行故障定位。当只有一个敏感轴的光功率发生异常时，认为该敏感轴故障，采取的重构策略为启用s敏感轴，并且隔离故障敏感轴。当三个敏感轴的光功率都发生异常时，认为第一光源驱动电路或第一光源或第一探测器或第一信号处理电路发生故障，为了进行故障的进一步定位，此时需要进行二次诊断，首先启用第二探测器和第二信号处理电路，如果故障消失，则说明故障源为第一探测器或第一信号处理电路，重构操作有效，如果故障依旧存在，则需要启用第二光源驱动电路和第二光源，如果故障消失，则说明故障源为第一光源驱动电路或第一光源，重构操作有效，如果故障依旧存在，则说明是三个敏感轴都故障，此时整个光纤陀螺故障。当三个敏感轴中任意两个敏感轴的光功率发生异常时，则说明整个光纤陀螺故障。因此，本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺及其故障诊断和重构方法，适用于仅一个敏感轴发生故障、一个探测器发生故障、一个信号处理电路发生故障、一个光源发生故障或一个光源驱动电路发生故障的情况。

启用s敏感轴的具体实施过程，以x敏感轴故障为例，利用s敏感轴参与时分复用调制时序替换x敏感轴，将s敏感轴分时调制于和±π相位，s敏感轴处于工作状态时为调制相位，其余时间为±π调制相位，同时x敏感轴一直进行±π调制，将s敏感轴角速度输出通过安装角度解算在x敏感轴方向上的角速度。启用第二探测器和第二信号处理电路的具体实施过程，是利用第一信号处理电路中的fpga控制连接在第二信号处理电路和y波导之间的第一电子开关，使调制和反馈的阶梯波信号来源从第一信号处理电路切换至第二信号处理电路。启用第二光源驱动电路和第二光源的具体实施过程，是利用当前工作的信号处理电路中的fpga控制第二电子开关断开，第三电子开关闭合，使得第一光源关闭，第二光源启动。

表1

本发明提供的上述高可靠性配置时分复用光纤陀螺，采用时分复用技术，多轴共用一个光源驱动电路、一个光源、一个探测器和一个信号处理电路，尽可能地简化光纤陀螺的结构，具有质量轻、体积小和功耗低等方面的优点，实现了光纤陀螺系统微型化的目标，能够满足卫星应用中对光纤陀螺小型化的需求。采用高可靠性技术，具体采用四轴冗余配置方案，能够容许一个敏感轴发生故障而不影响光纤陀螺的正常工作，以及采用双光源驱动电路、双光源、双探测器和双信号处理电路方案，对光纤陀螺系统的薄弱环节和故障率较高的光电器件进行冗余设计，能够容许光源驱动电路或光源或探测器或信号处理电路发生故障而不影响光纤陀螺的正常工作，这样，可以提高光纤陀螺的可靠性，延长光纤陀螺的使用寿命，降低单机的故障概率。并且，信号处理电路不仅可以获取工作敏感轴的角速度信息，还设置专门通道从中提取x敏感轴、y敏感轴、z敏感轴的光功率信息作为故障的判据，利用光功率信息进行故障诊断和定位，进而提出重构策略；采用分时调制的方案，工作敏感轴和故障敏感轴通过调制信号进行切换，而不需要复杂的控制器件；采用简单的电子开关可以同时将两个光源驱动电路、两个光源、两个探测器和两个信号处理电路进行切换。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。