一种光纤陀螺分辨率评测方法

摘要

本发明公开了一种光纤陀螺分辨率评测方法，光纤陀螺安装在有北向基准的单轴位置转台上，使其输入轴与水平面平行。根据待测分辨率指标以及当地纬度确定测试位置，将位置转台转动到测试位置，采集多组光纤陀螺数据后进行计算，评判光纤陀螺的分辨率是否满足待测指标要求。本发明操作简单，易于实现，保证了测试的正确性和精度。

主权项

1.一种光纤陀螺分辨率评测方法，其特征在于，该方法包括转台试验和数据处理两部分，该方法使用的转台为有北向基准的单轴位置转台；其中，所述转台试验的具体步骤如下：（1）将光纤陀螺通过工装安装于带有北向基准的单轴位置转台上，并使得光纤陀螺输入轴与水平面平行；此时，光纤陀螺输入轴上的角速率理论值Ω和理论输出值F为：Ω=Ω_e·cosΨ·cosθF=K(D₀+Ω_e·cosΨ·cosθ)式中，K为陀螺标度因数，D₀为光纤陀螺零偏，Ω_e为地球自转角速率，取15.0411度/小时，Ψ为测试点地理纬度，θ为光纤陀螺输入轴与北向的夹角；（2）以光纤陀螺输入轴与北向的夹角θ为45度时的位置作为基础位置，此时光纤陀螺的输入值Ω即为“规定的输入角速率”：$\Omega =\frac{\sqrt{2}}{2}{\Omega }_e·\cos \Psi$（3）根据待测的分辨率ΔΩ，由：$\theta ={\cos }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\Delta \Omega }+\frac{\sqrt{2}}{2}{\Omega }_e\cos \psi }{{\Omega }_e\cos \psi }\right)$确定测试时的位置，即计算出该测试位置光纤陀螺输入轴与北向的夹角θ的数值，记为θ₁；（4）转动位置转台，在光纤陀螺输入轴与北向的夹角为45度的位置上测试t秒光纤陀螺输出值并取平均值，记为F₃₁，测试时间t由待测光纤陀螺的精度决定，具体通过Allan方差分析方法计算；（5）转动位置转台，在光纤陀螺输入轴与北向的夹角为225度的位置上测试t秒光纤陀螺输出值并取平均值，记为F₄₁；（6）重复步骤（4）和步骤（5），共进行N次两位置测试，N为大于5的自然数，得到光纤陀螺数据F_3j和F_4j（j=1-N），每次测试中，两个位置的光纤陀螺角速率理论输出值分别为：$F_{3j}=K(D_0+\frac{\sqrt{2}}{2}{\Omega }_e·\cos \Psi )$$F_{4j}=K(D_0-\frac{\sqrt{2}}{2}{\Omega }_e·\cos \Psi )$（7）转动位置转台，在光纤陀螺输入轴与北向的夹角为θ₁的位置上测试t秒光纤陀螺输出值并取平均值，记为F₁₁；（8）转动位置转台，在光纤陀螺输入轴与北向的夹角为θ₁+π的位置上测试t秒光纤陀螺输出值并取平均值，记为F₂₁；（9）重复步骤（7）和步骤（8），共进行N次两位置测试，N为大于5的自然数，得到光纤陀螺数据F_1j和F_2j（j=1-N）；每次测试中，两个位置的光纤陀螺角速率理论输出值分别为：F_1j=K(D₀+Ω_e·cosΨ·cosθ₁)F_2j=K(D₀+Ω_e·cosΨ·cos(θ₁+π))转台试验结束后，共采集到2N组光纤陀螺数据进行处理，用于评判光纤陀螺的分辨率是否满足待评判指标；所述数据处理具体步骤如下：（1）计算2N组测试的光纤陀螺角速率测量值ω_j（j=1-N）；${\omega }_j=\frac{F_{1j}-F_{2j}}{2K}$${\omega }_{0j}=\frac{F_{3j}-F_{4j}}{2K}$（2）对于N个计算结果ω_j（j=1-N），抛弃两个最大值和两个最小值，对剩余的测试值求均值作为角速率的测量值ω；（3）对于N个计算结果ω_0j（j=1-N），抛弃两个最大值和两个最小值，对剩余的测试值求均值作为基础角速率的测量值ω₀；（4）计算测量误差δ的数值：$\delta =\frac{\omega -{\omega }_0}{\mathrm{\Delta \Omega }}$当δ落在[0.5，1.5]区间内，认为被测光纤陀螺的分辨率优于待评判值，否则认为被测光纤陀螺的分辨率劣于待评判值。