一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪及方法与流程

本发明涉及一种光纤陀螺仪，特别是一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪及方法。

背景技术：

1、光纤陀螺仪是一种用于测量角速率信息的高精度惯性仪表，广泛应用于航天航空、舰艇导航等领域。

2、光纤陀螺仪通常采用平坦谱ase光源获得更宽的光谱宽度，从而实现对偏振噪声、散射噪声和相关强度噪声更好的抑制，但是平坦谱ase光源的光纤陀螺仪标度因数稳定性、对称性和非线性度指标较差。相比于平坦谱ase光源，高斯谱形具有更稳定的平均波长和更对称的光谱形状，有利于提高光纤陀螺仪标度因数稳定性、对称性和非线性度指标；但是，高斯谱ase光源的缺点是光谱宽度窄，降低了噪声抑制效果，从而降低了光纤陀螺仪的检测精度。因此，急需一种可以解决采用ase光源的光纤陀螺仪所存在的精度提升和标度因数性能提升相矛盾的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪及方法。本发明既可以提高检测精度，又可以提升标度因素性能的特点。

2、本发明的技术方案：一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪，包括光纤环行器，光纤环行器的端口连接有平坦谱ase光源，光纤环行器的b端口连接有y波导调制器，y波导调制器连接有光纤环；所述光纤环行器的c端口连接有光谱拆分模块，光谱拆分模块连接有信号处理电路。

3、前述的一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪中，所述光谱拆分模块包括与光纤环行器c端口相连的波分复用器，波分复用器并联连接有第一高斯谱滤波器和第二高斯谱滤波器，第一高斯谱滤波器连接有第一光电探测器，第二高斯谱滤波器连接有第二光电探测器。

4、前述的一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪中，所述信号处理电路的调制信号输出端与y波导调制器的调制信号输入端相连。

5、前述的一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪中，所述信号处理电路上设有ad采样单元。

6、一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪的使用方法，平坦谱ase光波经光纤环行器输入光纤环内，波分复用器将光纤环行器输出的平坦谱信号光拆分为两个光波，两个光波经各自的高斯谱滤波器后形成两束高斯谱光波分别入射到各自的光电探测器进行光电探测，然后经信号处理电路进行陀螺仪的角速率信号解调，并对两个角速率信号解调的实时信号值进行相加取平均，将该平均值作为输出，则光纤陀螺仪的精度可以提高√2倍。

7、与现有技术相比，本发明采用波分复用器将光纤环行器输出的平坦谱ase光波分为两个波长的光波，经各自的高斯谱滤波器后形成的两束光谱对称的高斯谱ase光波并入射到各自的光电探测器，用于陀螺仪的角速率信号解调，并将两个角速率信号解调的实时信号值进行数据融合，从而既可以将光纤陀螺仪的检测精度提升√2倍，又可以提高光纤陀螺仪标度因数稳定性、对称性和非线性度指标。本发明通过光谱拆分方式，将平坦谱ase光波和高斯谱ase光波各自的特性有效的融合在一起(高斯谱ase光波有利于提高光纤陀螺仪的标度因数稳定性、非线性和不对称性指标，平坦谱ase光波则有利于很好的抑制噪声、提高精度)，既可以有效提高最终的检测精度，又可以提高光纤陀螺仪标度因数稳定性、对称性和非线性度指标。本申请在几乎不增加成本的情况下，解决了光纤陀螺仪精度和标度因数性能提升矛盾的问题，特别适合光纤陀螺仪。综上所述，本发明既可以提高精度，又可以提升标度因素性能的特点。

技术特征：

1.一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪，其特征在于：包括光纤环行器(2)，光纤环行器(2)的端口连接有平坦谱ase光源(1)，光纤环行器(2)的b端口连接有y波导调制器(3)，y波导调制器(3)连接有光纤环(4)；所述光纤环行器(2)的c端口连接有光谱拆分模块，光谱拆分模块连接有信号处理电路(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪，其特征在于：所述光谱拆分模块包括与光纤环行器(2)c端口相连的波分复用器(5)，波分复用器(5)并联连接有第一高斯谱滤波器(6)和第二高斯谱滤波器(7)，第一高斯谱滤波器(6)连接有第一光电探测器(8)，第二高斯谱滤波器(7)连接有第二光电探测器(9)。

3.根据权利要求1所述的一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪，其特征在于：所述信号处理电路(10)的调制信号输出端与y波导调制器(3)的调制信号输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪，其特征在于：所述信号处理电路(10)上设有ad采样单元。

5.实现权利要求1-4中任一项所述的一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪的使用方法，其特征在于：平坦谱ase光波经光纤环行器输入光纤环内，波分复用器将光纤环行器输出的平坦谱信号光拆分为两个光波，两个光波经各自的高斯谱滤波器后形成两束高斯谱光波分别入射到各自的光电探测器进行光电探测，然后经信号处理电路进行陀螺仪的角速率信号解调，并对两个角速率信号解调的实时信号值进行相加取平均，将该平均值作为输出。

技术总结
本发明公开了一种基于光谱拆分探测的光纤陀螺仪及使用方法，结构包括光纤环行器，光纤环行器的端口连接有平坦谱ASE光源，光纤环行器的b端口连接有Y波导调制器，Y波导调制器连接有光纤环；所述光纤环行器的c端口连接有光谱拆分模块，光谱拆分模块连接有信号处理电路。方法为平坦谱ASE光波经光纤环行器输入光纤环内，波分复用器将光纤环行器输出的平坦谱信号光拆分为两个光波，两个光波经各自的高斯谱滤波器后形成两束高斯谱光波分别入射到各自的光电探测器进行光电探测，然后经信号处理电路进行陀螺仪的角速率信号解调，并对两个角速率信号解调的实时信号值进行数据融合处理。本发明既可以提高检测精度，又可以提升标度因素性能的特点。

技术研发人员：杨志怀,杨光,史剑鸣,何佳栋,程文明
受保护的技术使用者：浙江航天润博测控技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15