光纤陀螺阈值测试与随机特性研究

作     者：白永珍 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李绪友

授予年度：2007年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

主      题：光纤陀螺 阈值测量 随机误差特性 Allan方差 小波滤波 

摘      要：光纤陀螺是建立在萨格奈克效应基础上的光学干涉仪，主要用来检测外部载体的运动角速度。随着对光纤陀螺研究的不断深入，光纤陀螺的测量方法和计算方法也在不断提高。并且随着对光纤陀螺精度及稳定性的要求越来越高，光纤陀螺输入输出特性中的随机噪声的分析及滤波方法也在不断提高。 本文首先介绍了光纤陀螺各种测试方法的发展现状，选择国内外比较先进的测试方法进行实验，还简要介绍了光纤陀螺的基本原理和主要性能指标，并对其输出信号进行了分析，给出其数学模型，指出光纤陀螺输出信号中零漂是影响测量结果的主要因素。 其次对光纤陀螺的阈值测量方法进行了研究，分析了影响光纤陀螺阈值的主要因素，从测量系统和坐标系、测量流程及实验方法等方面全面介绍了光纤陀螺阈值的测量，设计了180°对称测量的实验测试方法来采集数据，并且对阈值测量数据采用μ检验法进行分析处理，结果表明该方法能较准确测量陀螺阈值。 再次针对光纤陀螺的随机误差特性，从原理上分析了IEEE标准中的Allan方差法和军标中的模型拟合法两种测定方法，采用上述两种方法对光纤陀螺的性能进行评价，给出FOG的随机误差特性，并进行了结果分析，比较了二者测定的精度和工程上的可用性。这些结果可以用于实际中提高FOG的性能设计和补偿FOG的误差。 最后分析了光纤陀螺随机误差常用的滤波方法，并以小波滤波为主要滤波方法，对光纤陀螺输入输出特性进行了不同算法下滤波处理，比较了滤波前后陀螺的输出精度。结果表明小波滤波能有效去除光纤陀螺输出信号的噪声，可用于提高光纤陀螺的性能。