高精度I-FOG光电转换的设计与实现

为了提高闭环干涉式光纤陀螺（I—FOG）检测精度，根据I—FOG的信号特征，说明了光电转换对陀螺后级信号处理的影响。详细分析了转换电路的噪声模型。基于微弱信号检测的方法，设计了应用AD8099实现的一种低噪声、高精度光电转换电路。经实验得到了优良的零漂、零偏、低噪声指标，可满足闭环I—FOG的实用要求。     

宽谱光源相对强度噪声及对闭环光纤陀螺影响研究

宽谱光源相对强度噪声(RIN)的定量评估及其对光纤陀螺(FOG)性能的影响机理是进一步提高FOG精度的关键问题。搭建实验测试系统对4种不同谱型、不同偏振态宽谱光源的RIN进行了独立测试,基于3种不同等效谱宽定义分别计算4种宽谱光源的RIN,通过对比确定了基于功率加权平均谱宽的强度噪声计算模型;在此基础上,对FOG的随机游走系数(RWC)模型进行了修正。搭建光电分离式高精度FOG实验系统,采用4种光源,分别测试了FOG的RWC,同时利用修正模型估算了RWC,实测值与估算值吻合较好。结果表明,光源的功率加权平均等效谱宽和偏振度是影响宽谱光源RIN的主要因素,该研究为光源RIN的评估和高精度FOG的优化设计提供了重要的理论和实践依据。     

光纤陀螺消噪方法研究

随着光纤陀螺(FOG)精度和可靠性的不断提高,光纤陀螺捷联惯导系统在导弹武器中得到越来越广泛的研究和应用。但是,在导弹的初始对准与导航过程中,光纤陀螺的输出噪声严重影响了对准与导航的精度。因此,有必要对光纤陀螺的输出信号进行消噪处理。在分析了光纤陀螺输出噪声的基础上,将小波阈值去噪理论应用到光纤陀螺信号处理中,并与基于ARIMA模型的强跟踪Kalman滤波去噪方法进行了比较。研究表明,基于小波的去噪方法能够更好地估计光纤陀螺的输出信号,具有更为理想的去噪效果,有效地解决了对准与导航过程中光纤陀螺噪声的影响,提高了对准与导航的精度。     

再入式无源光纤陀螺随机误差分析

文章利用Allan方差法对Sagnac敏感环分别为20m和200m的再入式无源光纤陀螺（RE－FOG）的随机误差进行了详细的分析。结果表明,这种光纤陀螺的噪声中含有传统光纤陀螺中反映了不明显的指数相关（Markov)噪声,并且占有重要地位。估计了两个陀螺系统的噪声水平。最后认为,通过深入研究再入式光纤陀螺的误差源和相应的抑制措施,它的精度有望接近和达到传统光纤陀螺的水平。     

光纤陀螺光电探测器状态开机自检方法研究

针对光纤陀螺(FOG)PIN光电探测器在空间应用环境下受辐照影响暗电流增大、性能指标劣化的特性,提出了FOG空间在轨条件下PIN光电探测器工作状态开机自检方法。陀螺开机时,调节光源驱动电流使光源处于无光输出状态,此时PIN光电探测器输出噪声中主要包括由暗电流引起的低频1/f噪声和散粒噪声,通过低通滤波和低噪声放大电路使对PIN光电控制器输出信号进行预处理;根据低频1/f噪声和散粒噪声功率谱密度的特点,使用Allan方差法对经A/D转换后的数据进行分析,得到不同噪声类型的强度信息。通过PIN光电探测器的γ射线辐照试验对该方法进行了验证,试验结果表明,该方法能够有效地表征PIN光电探测器在受辐照前后1/f噪声和散粒噪声的变化。     

基于提升小波的光纤陀螺分形噪声滤除方法

光纤陀螺(FOG)随机噪声中包含了白噪声和具有长程相关性、自相似性及1/fr类型谱密度特点的一种非平稳随机噪声--1/fr类分形噪声.采用传统的方法很难去除该类噪声.由于小波分析的多分辨分析特性,使之成为研究分形噪声的有力工具.提出一种新的基于提升小波的自适应阈值选取滤波方法对光纤陀螺的输出信号进行阈值滤波,进而提高光纤陀螺的精度,算法包括提升小波分解、滤波参数估计及自适应软阈值滤波.对多组实测数据进行仿真实验,将传统小波固定阈值滤波方法与新方法进行比较,实验结果验证了新方法的有效性.     

光纤陀螺（FOG）随机噪声研究

Allan方差分析法是在时域上对频率稳定性进行分析的一种通用方法，在Allan方差与功率谱密度（PSD）之间存在定量关系；通过分析Allan方差，可以辨识出存在于光纤陀螺（FOG）中的各种类型的噪声及其来源，本文用Allan方差法对某型光纤陀螺进行了具体的分析，从而得到了存在于光纤陀螺的各种噪声源。     

环形谐振腔光纤陀螺中减小偏振噪声的方法

本文介绍了偏振态的概念，分析了光纤环形谐振腔的谐振特性，并对环形谐振腔光纤陀螺中减小偏振噪声的几种方法进行了探讨。对抑制偏振噪声，进一步改善谐振腔光纤陀螺的性能，提高陀螺的检测精度有一定的指导作用     

光纤陀螺温度漂移建模补偿

光纤陀螺(FOG)的核心部件对温度敏感,造成温度是影响FOG测量精度的主要原因之一.对FOG温度漂移进行建模是实现其温度补偿,提高FOG测量精度的有效方法.结合近年来FOG的研究成果,在分析FOG温度效应机理的基础上,对FOG温度漂移建模方法进行综述.特别针对FOG温度特性的复杂非线性特点,从光纤陀螺温度漂移建模原理、建模复杂程度、模型精度及模型通用性等方面对多种建模方法进行对比分析.     

环形腔光纤陀螺中减小偏振噪声的方法研究

介绍了偏振态的概念，分析了光纤环形谐振腔的谐振特性，对环形谐振腔光纤陀螺中减小偏振噪声的几种方法进行了研究，这对抑制偏振噪声，进一步改善环形腔光纤陀螺的性能，提高陀螺的检测精度有一定的指导作用。     

光纤陀螺光源稳定性研究

作为干涉型光纤陀螺光源的超辐射二极管（SLD）的稳定性对于光纤陀螺系统性能具有重要影响。文章系统地研究了SLD的光电特性、温度特性、光源驱动以及这些特性对于光纤陀螺系统的影响。     

光纤陀螺角度随机游走对惯导系统影响

光纤陀螺角度随机游走(ARW)作为光学陀螺特有的性能指标,对导航系统性能具有重要影响。文章阐明了ARW物理含义、产生机理;推导了ARW对惯导系统初始对准和导航过程的影响。仿真结果表明,ARW影响系统初始对准时间;对短时间导航系统性能影响较严重,随导航时间增加,误差呈舒拉周期振荡增长。     

光纤陀螺温度补偿的实验研究

本文在理论分析光纤敏感环热致非互易特性的基础上,针对采用以ＱＵＡ方法 绕制的光纤敏感环的光纤陀螺,对于由外界环境温度变化而导致的光纤陀螺输出噪声进行数值模拟,并给出实施温度补偿的实验方案与相应结果。     

光纤陀螺在小卫星上应用的研究

本文简述了光纤陀螺的基本原理、结构和国外发展状况，并提出了在卫星上用光纤陀螺代替传统的机械陀螺和激光陀螺进行姿态控制的思想。这种技术克服了传统机械陀螺的维护难和稳定性差的问题。     

光纤陀螺光源误差及消除方法分析

分析了光源强度噪声对光纤陀螺极限灵敏度的影响。分析表明,当光功率大于十几微瓦时,陀螺的等效噪声相位差和极限灵敏度将趋于一饱和值,开环和闭环陀螺的饱和极限灵敏度分别为0.06deg/h和0.04deg/h,不能满足高精度陀螺的要求,必须采取措施进行消除光源强度噪声的影响。介绍了一种光源噪声消除方法,将光源耦合器盲端光束利用起来,利用两路光束中光源强度噪声的相关性,经过适当的增益调节和延时调节,即可将光源强度噪声有效的消除。     

A rotating inertial navigation system with the rotating axis error compensation consisting of fiber optic gyros

An effective and flexible rotation and compensation scheme is designed to improve the accuracy of rotating inertial navigation system (RINS). The accuracy of single-axial RINS is limited by the errors on the rotating axis. A novel inertial measurement unit (IMU) scheme with error compensation for the rotating axis of fiber optic gyros (FOG) RINS is presented. In the scheme, two couples of inertial sensors with similar error characteristics are mounted oppositely on the rotating axes to compensate the sensors error. Without any change for the rotation cycle, this scheme improves the system’s precision and reliability, and also offers the redundancy for the system. The results of 36 h navigation simulation prove that the accuracy of the system is improved notably compared with normal strapdown INS, besides the heading accuracy is increased by 3 times compared with single-axial RINS, and the position accuracy is improved by 1 order of magnitude.     

The vibration error of the fiber-optic gyroscope rotation rate and methods of its suppression

The error of the fiber-optic gyroscope (FOG) rotation rate measurement is considered. This error is induced by FOG vibrations (for open- and closed-loop FOGs). For a closed-loop FOG, a differential equation describing the loop dynamics is derived. The coefficients of this equation contain terms varying in time with the vibration frequency. For the first time, it is shown that, in addition to the traditional rotation rate measurement error due to the superimposition of vibration-induced optical power oscillations and the phase difference in the FOG coil, there is one more error, which is due to vibration modulation of the loop bandwidth. Alternative methods of information processing are investigated, and, on the basis of them, a new circuit is proposed for the suppression of vibration errors.     

健康管理对老年冠心病危险因素治疗及控制率影响

捷联惯导系统(SINS)静基座初始对准中,过高的陀螺噪声不但导致系统状态方程非线性,也会使对失准角的估计不能收敛到真值.因此,提出了一种磁强计辅助对准方法,对系统观测方程的分析证明了该方法不仅可提高滤波精度,同时还可对磁场强度和磁倾角进行估计.非线性滤波采用平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF),SRUKF与无迹卡尔曼滤波(UKF)滤波精度相当,优于扩展卡尔曼滤波(EKF).相比UKF,SRUKF具有更高的计算效率和稳定性.仿真结果表明,该算法在陀螺噪声较高的情况下仍能满足SINS初始对准要求.     

基于PIN型光电转换电路的噪声研究

在微弱光信号探测系统中,由光电传感器输出的原始微弱电信号,首先进入的是光电转换电路,因此光电转换电路的信噪比将影响整个测试系统测量结果的准确性,这就非常有必要对电路的噪声进行研究。本文比较详细地分析了以PIN型光电二极管作为光电传感器的光电转换电路的各种噪声,并以此提出了一些有效减小光电转换电路噪声影响的方法。这些方法...