闭环光纤陀螺零偏与标度因数的综合补偿

孙　亮，余震虹，陈　浩，谢枫锋

(江南大学物联网工程学院，江苏省传感器工程技术中心，江苏无锡　214122)

0　引言

目前，FOG广泛应用在各种惯性导航系统中[1]。标度因数和零偏是FOG的重要性能参数之一，其误差直接影响着陀螺的精度，由于构成FOG的主要器件，如光纤线圈、光源、耦合器等对温度较为敏感，当工作温度发生变化时，FOG输出就会带进非互易相位差，这种相位差就会导致FOG的标度因数和零偏误差。此外，输入角速率信号的大小变化导致增益发生变化，陀螺的输出也具有速率依赖性，相比于开环光纤陀螺仪，闭环数字化已经使得FOG的标度因数和零偏稳定性有了大幅的提高，但是在对FOG的精度要求较高的应用场合，就应进行温度和速率误差补偿[2]。

针对以上情况，文献[2-3]提到采用四态优化调制、双重反馈以及采用性能更好的光学电子器件等方法，然而此类方法不仅使得陀螺系统更加复杂，而且会增加生产成本。文献[4-5]已经提到使用建模补偿的方法对开环FOG进行校正，并且取得了较好的结果，然而对闭环数字化的FOG，还没有相关的实验。本文通过实验对闭环光纤陀螺进行建模并且验证建模补偿的可行性。

1　测试系统与理论方法

1．1测试系统搭建

闭环光纤陀螺仪(IFOG)自动化测试系统包括硬件和测试软件2部分，硬件部分包括速率转台、高低温试验箱，数据采集卡及工控机等，多路选择器可以实现陀螺的分时采集进行多台同时测试，以提高设备的利用效率，其硬件结构图如图1所示。……