一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法及系统转让专利

申请号 : CN202310221383.4

文献号 : CN115900772B

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发明人 : 左文龙赵帅杨正左周

申请人 : 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所

摘要 :

本发明涉及光学陀螺技术领域,尤其涉及一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法及系统,包括如下步骤:宽带光源发出的光波经过耦合器分为两束光波,一束光波传输给调制器相位调制,另一束光波传输给第二探测器得到宽带光源的输出功率或宽带光源的波长;干涉光经第一探测器后,传输给数字处理模块,数字处理模块解算出测试时段内Sagnac相移的噪声值,通过改变宽带光源的输出功率或波长,使光学陀螺的总随机游走系数保持在最小值。本发明提供的方法及系统解决了集成光学陀螺由于不同噪声影响导致陀螺随机游走性能恶化的问题,提升了集成光学陀螺的随机游走系数。

权利要求 :

1.一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其特征在于:包括如下步骤:

S1:宽带光源发出的光波经过耦合器分为两束光波,一束调制光波传输给调制器通过调制器相位调制后,分成两束光波在敏感环中沿相反的两个方向传输,而后到达调制器相位调制后形成干涉光再返回耦合器,另一束探测光波传输给第二探测器,再经过第二运放器将输出电流放大后,经第二AD转换器进行模式转换后将信号传输给数字处理模块,数字处理模块对信号进行采集解算并两倍后得到宽带光源的输出功率或宽带光源的波长;

S2:返回耦合器的干涉光经第一探测器进行光电转换输出电流,再经过第一运放器将输出电流放大后,经第一AD转换器进行模式转换将信号传输给数字处理模块,数字处理模块对信号进行采集解算后获得Sagnac相移 后,一方面由串口发送模块直接数字输出,同时交由DA模块进行数模转换,进入后级运放器后输入调制器,调制器在光路系统中产生反馈相移 ,抵消敏感环敏感的外部输入角速度导致的Sagnac相移 ,使陀螺闭环工作在零相位;

S3:步骤S2中数字处理模块计算一个测试时段内Sagnac相移 的噪声值 ,并将与光学陀螺基础精度值 比较,若 ,宽带光源维持原状态,若 ,则跳转至步骤S4,若 ,则跳转至步骤S5;

S4:数字处理模块控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块增加宽带光源的内部温度后,重新计算下一个测试时段内Sagnac相移的噪声值 ,将 与 进行比较,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块继续增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续增加宽带光源的内部温度,直至 ,调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块降低宽带光源的内部温度,再次计算噪声值 ,并将 与 比较,若,则调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,如果 ,重复控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续增加宽带光源的内部温度,并计算出噪声值 ,比较此时 与 ,如果 ,则调整过程结束,设置宽带光源的输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值时的波长,其中 表示测试时段数;

S5:数字处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块降低宽带光源的内部温度后,重新计算下一个时段内Sagnac相移 的噪声值 ,将 与 进行比较,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续降低宽带光源的内部温度,直至 ,调整过程结束,设置宽带光源的输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源的输出波长为噪声值 时的波长,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块提高宽带光源的内部温度,再次计算噪声值 ,并将 与 比较,若 ,则调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,如果 ,重复增大宽带光源的光功率或提高宽带光源的内部温度,并计算出噪声值 ,比较此时 与 ,如果 ,则调整过程结束,设置宽带光源的输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源的输出波长为噪声值 时的波长。

2.根据权利要求1所述的一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其特征在于:步骤S4、S5中增加宽带光源输出光功率或提高光源的内部温度的过程中,若宽带光源输出光功率或光源内部温度达到预设最大值,调整过程结束,采用最大光功率作为陀螺宽带光源输出光功率或采用最高光源内部温度时的波长作为陀螺宽带光源的波长;步骤S4、S5中减小宽带光源输出光功率或降低光源的内部温度的过程中,若宽带光源输出光功率或光源的内部温度达到预设最小值,调整过程结束,采用最小光功率作为宽带光源的输出光功率,或采用最低光源内部温度时的波长作为陀螺宽带光源的波长。

3.根据权利要求1所述的一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其特征在于:步骤S3中一个测试时段为100秒。

4.根据权利要求1所述的一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其特征在于:所述第一探测器为光电探测器,当需要探测宽带光源的输出功率时第二探测器采用功率探测器,当需要探测宽带光源的波长时,第二探测器采用波长探测器。

5.根据权利要求1所述的一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其特征在于:所述宽带光源设有依次粘贴的热敏电阻、发光二极管及帕尔贴,所述发光二极管与光源驱动电流控制模块连接,所述帕尔贴及热敏电阻分别与光源温度电流控制模块连接。

6.一种提升集成光学陀螺随机游走系数的系统,用以执行权利要求1‑5任一项所述一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其特征在于:包括宽带光源、耦合器、调制器、敏感环、数字处理模块、第一探测器、第二探测器、光源驱动电流控制模块及光源温度电流控制模块,宽带光源的输出端与耦合器的输入端耦合连接,耦合器的第一输出端与调制器的输入端耦合连接,耦合器的第二输出端与第二探测器的输入端耦合连接,调制器的两个尾纤分别与敏感环的两个尾纤耦合连接,第一探测器的输入端与耦合器的探测端耦合连接,第二探测器的输出端依次通过第二运放器、第二AD转换器与数字处理模块的输入端耦合连接,第一探测器的输出端依次通过第一运放器、第一AD转换器与数字处理模块的输入端耦合连接,数字处理模块的反馈端与DA转换器的输入端耦合连接,DA转换器的输出端与后级运放器的输入端耦合连接,后级运放器的输出端与调制器的反馈端耦合连接,数字处理模块的输出端与串口发送模块的输入端耦合连接,数字处理模块的控制端与光源驱动电流控制模块或光源温度电流控制模块的输入端耦合连接,光源驱动电流控制模块或光源温度电流控制模块的输出端与宽带光源的输入端耦合连接。

7.根据权利要求6所述的一种提升集成光学陀螺随机游走系数的系统,其特征在于:所述宽带光源包括依次粘贴的热敏电阻、发光二极管及帕尔贴,发光二极管与光源驱动电流控制模块连接,所述帕尔贴及热敏电阻分别与光源温度电流控制模块连接。

说明书 :

一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及光学陀螺技术领域,尤其涉及一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法及系统。

背景技术

[0002] 惯性导航是基于惯性敏感器件的自主导航技术,广泛应用于航空航天、船舶航海、无人驾驶等领域。陀螺是检测物体相对于惯性参考系的旋转角速度的惯性敏感器件,是惯性导航系统中的核心元器件,其性能很大程度决定了惯性导航系统的定位能力。目前微小型化的陀螺包含两个重要方向:一是基于经典力学的微机械系统(Micro‑Electro‑Machanical System, MEMS)陀螺,二是基于光学 Sagnac 效应的微光学陀螺。根据 2008 年美国 DARPA 对远期惯性器件发展趋势预测,20 年后的中低精度陀螺市场将主要由 MEMS 陀螺和微光学陀螺占领。但由于 MEMS 陀螺结构中存在振动部件,存在寿命短和抗振动能力弱的缺点,限制了在某些领域的应用。而微光学陀螺兼顾了光学陀螺的全固态和 MEMS 陀螺的微纳轻小的结构,可应用于强振动、强冲击的领域。
[0003] 随机游走系数是衡量光学陀螺静态指标的重要参数,它评价的是光学陀螺白噪声水平,决定了光学陀螺最小可检测量。
[0004] 对于干涉式集成光学陀螺,随机游走系数是指由白噪声产生的随时间累积的一种陀螺输出误差,它主要由探测器热噪声、散粒噪声、光源的相对强度噪声影响,可以表示为式(1):
[0005] (1)
[0006] 式中: 为总随机游走系数, 为光电探测器热噪声引起的随机游走系数, 为散粒噪声引起的随机游走系数, 为光源强度噪声引起的随机游走系数; 为玻尔兹曼常数, 为热力学温度, 为探测器垮导电阻, 为光电探测器上输出的光电流噪声强度, 为光源谱宽, 为光电探测器的带宽,为电子电量。
[0007] 根据光学萨格纳克(Sagnac)效应可知,敏感环的环路长度和直径直接影响陀螺精度,光学陀螺检测的Sagnac相移 和敏感的转速 的关系可表示为式(2):
[0008]                      (2)
[0009] 其中, 为宽带光源波长,c为真空中光速,L为敏感环长度,D为敏感环直径。
[0010] 从前述公式(1)可以看出,干涉式集成光学陀螺总的随机游走系数包含了三种不同的来源,每种来源对陀螺随机游走系数贡献不同。目前,干涉式集成光学陀螺提高随机游走性能面临三个难点:
[0011] 1.由于集成化限制了敏感环的有效面积,从而从Sangnac原理上来讲就限制了陀螺精度,也就限制了陀螺随机游走性能;
[0012] 2.光学陀螺光学系统方案由于集成化导致无法有效的抑制公式(1) 中三种不同噪声源;
[0013] 3.光学陀螺数字解算处理过程中无法有效的滤除噪声源带来的影响。

发明内容

[0014] 本发明所要解决的技术问题是提供一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法及系统,通过对宽带光源的输出功率或宽带光源的波长控制调节,解决了干涉式集成光学陀螺由于不同噪声影响导致陀螺随机游走性能恶化的问题,提升了集成光学陀螺的随机游走系数。
[0015] 本发明是通过以下技术方案予以实现:
[0016] 一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,包括如下步骤:
[0017] S1:宽带光源发出的光波经过耦合器分为两束光波,一束调制光波传输给调制器通过调制器相位调制后,分成两束光波在敏感环中沿相反的两个方向传输,而后到达调制器相位调制后形成干涉光再返回耦合器,另一束探测光波传输给第二探测器,再经过第二运放器将输出电流放大后,经第二AD转换器进行模式转换后将信号传输给数字处理模块,数字处理模块对信号进行采集解算并两倍后得到宽带光源的输出功率或宽带光源的波长;
[0018] S2:返回耦合器的干涉光经第一探测器进行光电转换输出电流,再经过第一运放器将输出电流放大后,经第一AD转换器进行模式转换将信号传输给数字处理模块,数字处理模块对信号进行采集解算后获得Sagnac相移 后,一方面由串口发送模块直接数字输出,同时交由DA模块进行数模转换,进入后级运放器后输入调制器,调制器在光路系统中产生反馈相移 ,抵消敏感环敏感的外部输入角速度导致的Sagnac相移 ,使陀螺闭环工作在零相位;
[0019] S3:步骤S2中数字处理模块计算一个测试时段内Sagnac相移 的噪声值 ,并将 与光学陀螺基础精度值 比较,若 ,宽带光源维持原状态,若 ,则跳转至步骤S4,若 ,则跳转至步骤S5;
[0020] S4:数字处理模块控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块增加宽带光源的内部温度后,重新计算下一个测试时段内Sagnac相移 的噪声值 ,将 与 进行比较,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块继续增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续增加宽带光源的内部温度,直至 ,调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,若 ,数字
处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块降低宽带光源的内部温度,再次计算噪声值 ,并将 与 比较,若
,则调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,如果 ,重复控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续增加宽带光源的内部温度,并计算出噪声值 ,比较此时 与 ,如果 ,则调整过程结束,设
置宽带光源的输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值时的波长,其中 表示测试时段数;
[0021] S5:数字处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块降低宽带光源的内部温度后,重新计算下一个时段内Sagnac相移的噪声值 ,将 与 进行比较,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续降低宽带光源的内部温度,直至 ,调整过程结束,设置宽带光源的输出光功率为噪声值
时的光功率或宽带光源的输出波长为噪声值 时的波长,若 ,数字处理模
块控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块提高宽带光源的内部温度,再次计算噪声值 ,并将 与 比较,若 ,
则调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,如果 ,重复增大宽带光源的光功率或提高宽带光源的内部温度,并计算出噪声值 ,比较此时 与 ,如果 ,则调整过
程结束,设置宽带光源的输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源的输出波长为噪声值 时的波长。
[0022] 优化的,步骤S3中一个测试时段为100秒。
[0023] 进一步,步骤S4、S5中增加宽带光源输出光功率或提高光源的内部温度的过程中,若宽带光源输出光功率或光源内部温度达到预设最大值,调整过程结束,采用最大光功率作为陀螺宽带光源输出光功率或采用最高光源内部温度时的波长作为陀螺宽带光源的波长;步骤S4、S5中减小宽带光源输出光功率或降低光源的内部温度的过程中,若宽带光源输出光功率或光源的内部温度达到预设最小值,调整过程结束,采用最小光功率作为宽带光源的输出光功率,或采用最低光源内部温度时的波长作为陀螺宽带光源的波长。
[0024] 进一步,第一探测器为光电探测器,当需要探测宽带光源的输出功率时第二探测器采用功率探测器,当需要探测宽带光源的波长时,第二探测器采用波长探测器。
[0025] 一种提升集成光学陀螺随机游走系数的系统,用以执行上述提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其包括宽带光源、耦合器、调制器、敏感环、数字处理模块、第一探测器、第二探测器、光源驱动电流控制模块及光源温度电流控制模块,宽带光源的输出端与耦合器的输入端耦合连接,耦合器的第一输出端与调制器的输入端耦合连接,耦合器的第二输出端与第二探测器的输入端耦合连接,调制器的两个尾纤分别与敏感环的两个尾纤耦合连接,第一探测器的输入端与耦合器的探测端耦合连接,第二探测器的输出端依次通过第二运放器、第二AD转换器与数字处理模块的输入端耦合连接,第一探测器的输出端依次通过第一运放器、第一AD转换器与数字处理模块的输入端耦合连接,数字处理模块的反馈端与DA转换器的输入端耦合连接,DA转换器的输出端与后级运放器的输入端耦合连接,后级运放器的输出端与调制器的反馈端耦合连接,数字处理模块的输出端与串口发送模块的输入端耦合连接,数字处理模块的控制端与光源驱动电流控制模块或光源温度电流控制模块的输入端耦合连接,光源驱动电流控制模块或光源温度电流控制模块的输出端与宽带光源的输入端耦合连接。
[0026] 进一步,宽带光源设有依次粘贴的热敏电阻、发光二极管及帕尔贴,所述发光二极管与光源驱动电流控制模块连接,所述帕尔贴及热敏电阻分别与光源温度电流控制模块连接。
[0027] 发明的有益效果:
[0028] 本发明提供的一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法及系统,采用两路探测器探测技术,对宽带光源的输出功率或宽带光源的波长进行调节,使光学陀螺的总随机游走系数保持在最小值,解决了干涉式集成光学陀螺由于不同噪声影响导致陀螺随机游走性能恶化的问题,提升了集成光学陀螺的随机游走系数。

附图说明

[0029] 图1是本发明系统结构示意图。
[0030] 图2是本发明宽带光源结构示意图。
[0031] 图中:1.宽带光源,2.耦合器,3.第二探测器,4.调制器,5.敏感环,6.后级运放器,7.DA转换器,8.串口发送模块,9.数字处理模块,10.第二AD转换器,11.第二运放器,12.第一AD转换器,13.第一运放器,14.光源温度电流控制模块,15.光源驱动电流控制模块,16.第一探测器,17.发光二极管,18.帕尔贴,19.热敏电阻。

具体实施方式

[0032] 一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,包括如下步骤:
[0033] S1:宽带光源发出的光波经过耦合器分为两束光波,一束调制光波传输给调制器通过调制器相位调制后,分成两束光波在敏感环中沿相反的两个方向传输,而后到达调制器相位调制后形成干涉光再返回耦合器,另一束探测光波传输给第二探测器,再经过第二运放器将输出电流放大后,经第二AD转换器进行模式转换后将信号传输给数字处理模块,数字处理模块对信号进行采集解算并两倍后得到宽带光源的输出功率或宽带光源的波长;
[0034] S2:返回耦合器的干涉光经第一探测器进行光电转换输出电流,再经过第一运放器将输出电流放大后,经第一AD转换器进行模式转换将信号传输给数字处理模块,数字处理模块对信号进行采集解算后获得Sagnac相移 后,一方面由串口发送模块直接数字输出,同时交由DA模块进行数模转换,进入后级运放器后输入调制器,调制器在光路系统中产生反馈相移 ,抵消敏感环敏感的外部输入角速度导致的Sagnac相移 ,使陀螺闭环工作在零相位;
[0035] S3:步骤S2中数字处理模块计算一个测试时段内Sagnac相移 的噪声值 ,并将 与光学陀螺基础精度值 比较,若 ,宽带光源维持原状态,若 ,则跳转至步骤S4,若 ,则跳转至步骤S5;
[0036] 数字处理模块计算一个测试时段内Sagnac相移 的噪声值 时,根据式(3)进行计算:
[0037] (3)
[0038] 式中:i为一个测试时段内获得Sagnac相移 数值的个数, 为Sagnac相移 的平均值, 表示测试时段数。
[0039] S4:数字处理模块控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块增加宽带光源的内部温度后,重新计算下一个测试时段内Sagnac相移 的噪声值 ,将 与 进行比较,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块继续增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续增加宽带光源的内部温度,直至 ,调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,若 ,数字
处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块降低宽带光源的内部温度,再次计算噪声值 ,并将 与 比较,若
,则调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,如果 ,重复控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续增加宽带光源的内部温度,并计算出噪声值 ,比较此时 与 ,如果 ,则调整过程结束,设
置宽带光源的输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值时的波长,其中 表示测试时段数;
[0040] S5:数字处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块降低宽带光源的内部温度后,重新计算下一个时段内Sagnac相移的噪声值 ,将 与 进行比较,若 ,数字处理模块控制光源驱动电流控制模块减小宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块继续降低宽带光源的内部温度,直至 ,调整过程结束,设置宽带光源的输出光功率为噪声值
时的光功率或宽带光源的输出波长为噪声值 时的波长,若 ,数字处理模
块控制光源驱动电流控制模块增加宽带光源的输出光功率或控制光源温度电流控制模块提高宽带光源的内部温度,再次计算噪声值 ,并将 与 比较,若 ,
则调整过程结束,设置宽带光源输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源输出波长为噪声值 时的波长,如果 ,重复增大宽带光源的光功率或提高宽带光源的内部温度,并计算出噪声值 ,比较此时 与 ,如果 ,则调整过
程结束,设置宽带光源的输出光功率为噪声值 时的光功率或宽带光源的输出波长为噪声值 时的波长。噪声值 时的光功率即第二探测器在第 测试时段所探测的宽带光源的输出功率,噪声值 时的波长即第二探测器在第 测试时段所探测的宽带光源的波长。
[0041] 干涉式集成光学陀螺采用“四态”方波进行调制与解调,调制信号频率为敏感环的本征频率,集成光学陀螺第一探测器上的输出信号可表示为式(4):
[0042] (4)
[0043] 式中: 为敏感的Sagnac相位, 为偏置相位, 为第一探测器检测到的光强,为宽带光源发出的光强初始值。
[0044] 当集成光学陀螺进行随机游走系数测试时,可处于静止状态,则此时 ,因此第一探测器上的输出信号可表示为式(5):
[0045] (5)
[0046] 将式(5)代入式(1)可得式(6):
[0047]
[0048] (6)
[0049] 令 , , , ,则式(6)可以表示为式(7):
[0050] (7)
[0051] 式中:为设定的自变量,无实际物理含义, 、 、 为设定的自变量系数,无实际物理含义;式(7)表明,干涉式光学陀螺随机游走系数可以看做是一个以 为自变量的一元二次函数,由一元二次函数的曲线可知,当 >0时, 有一个最小值 ,即式(8):
[0052] (8)
[0053] 由此可见,通过优化光电探测器的带宽 、光强 、光源谱形可以提升集成光学陀螺随机游走性能,使 达到最小值 。
[0054] 由于光源谱形中的波长与光源的温度存在线性关系,因此可以通过调整宽带光源的温度来优化光源谱形,从而提升集成光学陀螺随机游走性能。
[0055] 因此,本发明中第一探测器负责采集系统的输出电流,通过第一探测器的输出电流判断陀螺系统光路光强状态,由数字处理模块进行解算,获得陀螺光路系统敏感的外部输入角速度导致的Sagnac干涉相位状态,从而控制相应的模块改变宽带光源的输出功率或温度,即通过控制 及宽带光源的谱形,可以使光学陀螺的总随机游走系数达到最小值,并通过第二探测器探测,通过数字处理模块进行解算出此时宽带光源的输出功率或波长,使宽带光源的输出功率或波长稳定在此数值,从而使光学陀螺的总随机游走系数保持在最小值,解决了干涉式集成光学陀螺由于不同噪声影响导致陀螺随机游走性能恶化的问题,提升了集成光学陀螺的随机游走系数。
[0056] 优化的,步骤S3中一个测试时段为100秒。
[0057] 进一步,步骤S4、S5中增加宽带光源输出光功率或提高光源的内部温度的过程中,若宽带光源输出光功率或光源内部温度达到预设最大值,调整过程结束,采用最大光功率作为陀螺宽带光源输出光功率或采用最高光源内部温度时的波长作为陀螺宽带光源的波长;步骤S4、S5中减小宽带光源输出光功率或降低光源的内部温度的过程中,若宽带光源输出光功率或光源的内部温度达到预设最小值,调整过程结束,采用最小光功率作为宽带光源的输出光功率,或采用最低光源内部温度时的波长作为陀螺宽带光源的波长,这样可以控制宽带光源始终工作在允许范围内的最佳状态。
[0058] 一种提升集成光学陀螺随机游走系数的系统,用以执行上述提升集成光学陀螺随机游走系数的方法,其具体结构示意图如附图1所示,包括宽带光源1、耦合器2、调制器4、敏感环5、数字处理模块9、第一探测器16、第二探测器3、光源驱动电流控制模块15及光源温度电流控制模块14,宽带光源的输出端与耦合器的输入端耦合连接,耦合器的第一输出端与调制器的输入端耦合连接,耦合器的第二输出端与第二探测器的输入端耦合连接,调制器的两个尾纤分别与敏感环的两个尾纤耦合连接,第一探测器的输入端与耦合器的探测端耦合连接,第二探测器的输出端依次通过第二运放器11、第二AD转换器10与数字处理模块的输入端耦合连接,第一探测器的输出端依次通过第一运放器13、第一AD转换器12与数字处理模块的输入端耦合连接,数字处理模块的反馈端与DA转换器7的输入端耦合连接,DA转换器的输出端与后级运放器6的输入端耦合连接,后级运放器的输出端与调制器的反馈端耦合连接,数字处理模块的输出端与串口发送模块8的输入端耦合连接,数字处理模块的控制端与光源驱动电流控制模块或光源温度电流控制模块的输入端耦合连接,光源驱动电流控制模块或光源温度电流控制模块的输出端与宽带光源的输入端耦合连接。
[0059] 进一步,第一探测器为光电探测器,当需要探测宽带光源的输出功率时第二探测器采用功率探测器,当需要探测宽带光源的波长时,第二探测器采用波长探测器。当数字处理模块控制光源驱动电流控制模块改变宽带光源的输出功率时,光源温度电流控制模块保持原状态不动,数字处理模块控制光源温度电流控制模块改变宽带光源的温度时,光源驱动电流控制模块保持原状态不动。
[0060] 进一步,宽带光源具体结构示意图如附图2所示,包括依次粘贴的热敏电阻19、发光二极管17及帕尔贴18,所述发光二极管与光源驱动电流控制模块连接,所述帕尔贴及热敏电阻分别与光源温度电流控制模块连接。当数字处理模块解算后需要调节宽带光源的输出功率时,则数字处理模块控制光源驱动电流控制模块改变通过发光二极管的电流从而调整宽带光源的输出功率,当数字处理模块解算后需要调节宽带光源的波长时,则数字处理模块控制光源温度电流控制模块改变流进或流出帕尔贴的电流从而调整宽带光源温度,继而实现宽带光源波长的调节,热敏电阻负责将宽带光源的温度信息反馈给光源温度电流控制模块,从而实现光源温度电流控制模块的准确控制。
[0061] 综上所述,本发明提出的一种提升集成光学陀螺随机游走系数的方法及系统,采用两路探测器探测技术,对宽带光源的输出功率或宽带光源的波长进行调节,使光学陀螺的总随机游走系数保持在最小值,解决了干涉式集成光学陀螺由于不同噪声影响导致陀螺随机游走性能恶化的问题,提升了集成光学陀螺的随机游走系数。
[0062] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。