大动态光纤陀螺标度因数双线性插值补偿模型

姚俊杰，王 磊，陈杏藩，王金芳，刘 承

（1. 浙江大学 光电科学与工程学院，杭州 310027；2. 上海航天控制技术研究所，上海 201100）

光纤陀螺是一种重要的角速度传感器[1]，在航空、航天、航海等军用领域和地质、石油勘探等民用领域具有广阔的应用前景[2]。对于高速旋转的导航系统，如旋转导弹、火箭弹的旋转速度高达1500 r/min[3]，常规陀螺仪无法同时满足测量范围和测量精度的要求。近年来快速发展的大动态光纤陀螺技术具有测量范围大、精度高等优点，是解决高速旋转角度测量和图像解耦的有效手段之一。

标度因数误差是表征大动态光纤陀螺动态特性的重要参数之一[3]，其误差大小直接影响光纤陀螺的动态精度。但是，受光纤环、光源等光电器件的影响，标度因数会随温度变化而发生改变[4]。对于大动态光纤陀螺，工作在高阶条纹区间时，除了干涉条纹的对比度存在明显的下降之外，光源光谱的非对称会破坏干涉条纹的周期性，使标度因数的非线性误差进一步恶化，影响陀螺的输出精度[1]。在航空、航天等对动态精度要求较高的应用场合，需要对标度因数的温度特性和非线性误差进行补偿。

关于标度因数误差建模补偿方面的研究，前人做了大量的工作。文献[3]采用多项式拟合的方法对标度因数的温度特性和非线性进行补偿，在曲线具有多项式特征的情况时，多项式模型的补偿精度高，但对测试误差敏感，稳定性较差。文献[5]提出并分析了光纤陀螺温度与标度因数模型的迟滞现象，提升标度因数模型的补偿效果，但未对标度因数的非线性进行补偿。……