光纤陀螺技术规范
光纤陀螺 y波导调制 零偏
光纤陀螺y波导调制零偏
摘要：
一、光纤陀螺简介
二、Y 波导调制技术
三、零偏问题及解决方案
正文：
光纤陀螺是一种基于光纤技术的光学陀螺仪，它利用光纤中的光程差来测量旋转角速度。
光纤陀螺具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于航空航天、地球物理、惯性导航等领域。
Y 波导调制是一种光纤陀螺中的关键技术。
它通过在光纤中传输两个相互正交的信号，实现对光纤陀螺的调制。
Y 波导调制技术可以提高光纤陀螺的灵敏度和测量范围，同时减小零偏误差，提高光纤陀螺的测量精度。
零偏是光纤陀螺中的一个重要问题。
零偏是指在没有任何旋转的情况下，光纤陀螺的输出信号不为零。
零偏误差会对光纤陀螺的测量精度产生影响。
为了解决零偏问题，研究人员提出了多种解决方案，如利用参考信号、采用Y 波导调制技术、使用温度传感器等。
综上所述，光纤陀螺是一种高精度、高灵敏度的光学陀螺仪，Y 波导调制技术是光纤陀螺中的关键技术之一，可以提高光纤陀螺的灵敏度和测量范围，同时减小零偏误差。
60型光纤陀螺仪技术指标
60型光纤陀螺技术指标
1 技术指标
a)最大输入角速率：±400º/s；
b)零偏稳定性：≤0.3º/h（1σ）；
c)零偏重复性：≤0.3º/h（1σ）；
d)随机游走系数：≤0.05º/h1/2；
e)标度因数非线性度：≤300ppm；
f)标度因数不对称性：≤300ppm；
g)标度因数重复性：≤300ppm；
h)带宽：≥100Hz（设计值）；
i)工作温度：-40℃~+65℃；
j)RS422 输出
2 陀螺工作电源
±5V供电，电源精度5%，电源纹波不大于20mV。
全温电源最大冲击电流 1.2A。
常温稳态功耗不大于 2.5W，全温稳态功耗不大于3.5W。
3 陀螺外形及安装尺寸
60型陀螺外形及安装尺寸见图1所示。
未注尺寸公差按GB/T1804-C执行。
图1 FOG-60型光纤陀螺外形和安装尺寸
4 电气接口
4.3.1 接口定义
陀螺输出采用J30J-15ZKP连接器，节点定义见表1。
4.3.2 接口类型
RS-422数字串行口，采用异步串行标准双工RS-422电气接口标准。
4.3.3 通讯协议
a)波特率：115.200kbps；
b)通讯帧格式
每帧包含11位，顺序为：
起始位1位
数据位8位（先发送低后高）
偶校验位1位
停止位1位
c)通讯规则
陀螺采用广播式发数，数据更新1ms。
数据帧格式见2。
角速率数据三字节采用补码格式，角速率转换量纲为30000 LSB/[º/s](或见产品证明书)，转换示例见表3。
光纤陀螺概述PPT课件
图2 光纤陀螺工作原理图
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第3节光纤陀螺的工作原理
由式( 1)-( 2) 计算可得:
t 4 R2 ………………（3）
c2
进而可以求得两束光之间的相位差:
s
t
8 A c
………………(4)
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第3节光纤陀螺的工作原理
实际上为了提高测量精度、减小陀螺体积, 一般将总长度为L 的
内容安排
• 光纤陀螺的定义、简介、特点； • 光纤陀螺的分类； • 光纤陀螺的工作原理； • 光纤陀螺的误差分析； • 光纤陀螺的应用与发展。
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第1节光纤陀螺的定义、简介、特点
中文名：光纤陀螺 英文名:Fiber Optical Gyro 定 义：应用激光及光导纤维技术测量物体相对于
相位偏置
2
的调M制器。
调制之后干涉光强度
图4 开环I- FOG 结构框图
为:
I I0 1sin(s )………………（7）
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第4节光纤陀螺的误差分析
图5 光纤陀螺噪声来源机理
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第4节光纤陀螺的误差分析
低精度的光纤陀螺的噪声主要表现为白噪声，而在中、 高
精度光纤陀螺的输出1 噪声中，除了高斯白噪声外，还
最大敏感度, 并能分辨 的极性, 应进行 相位偏置调制, 使陀
螺工作在灵敏度和线性度均最高的区域。 2
图3 干涉式光纤陀螺的响应
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第3节光纤陀螺的工nac 相移, 并通过在光纤线圈
的一端放置压电陶瓷环PZT , 作为产生 结构如图4 所示。
惯 性空间的角速度或转动角度的无自转质量的新 型光学陀螺仪。
光纤陀螺参数 csdn
光纤陀螺参数 csdn光纤陀螺是一种利用光纤的性质来实现陀螺效应的设备。
它可以测量旋转角速度，并在导航、定位等领域中发挥重要作用。
本文将从光纤陀螺的原理、结构、工作方式以及应用等方面进行介绍，帮助读者更好地了解光纤陀螺的相关知识。
一、光纤陀螺的原理光纤陀螺利用光的传输特性和角动量守恒原理来实现测量角速度的功能。
其基本原理是利用激光的干涉效应来测量光的相位差，从而得到角速度的信息。
当光束在光纤中传播时，如果光纤受到旋转的影响，光束的传播路径会发生微小的变化，从而引起光束的光程差，进而导致光的相位差发生改变。
通过测量相位差的变化，可以得到光纤陀螺所受到的旋转角速度。
二、光纤陀螺的结构光纤陀螺由光源、光纤传输系统、光电探测器和信号处理系统等组成。
光源产生一束激光，经过光纤传输系统传输到光电探测器。
光电探测器接收到光信号后，将其转化为电信号，再经过信号处理系统进行处理和分析。
光纤陀螺的结构设计非常精密，需要保证光纤的稳定性和传输的准确性，以确保测量的精度和可靠性。
三、光纤陀螺的工作方式在光纤陀螺中，激光通过光纤传输系统被分成两束，分别沿着顺时针和逆时针方向传输。
这两束光束在光纤中传播时会发生相位差，当光纤受到旋转的影响时，两束光束的相位差会发生变化。
光电探测器接收到两束光束后，会将其转化为电信号，并通过信号处理系统进行处理，最终得到旋转角速度的测量结果。
四、光纤陀螺的应用光纤陀螺在导航、定位和惯性导航等领域有着广泛的应用。
在导航系统中，光纤陀螺可以实时测量飞行器、船舶等的旋转角速度，帮助实现精确的导航和定位。
在惯性导航系统中，光纤陀螺可以与加速度计等其他传感器结合使用，提供更加准确和可靠的导航信息。
此外，光纤陀螺还可以用于地震监测、无人机姿态控制等领域，发挥着重要的作用。
光纤陀螺是一种利用光纤的特性来实现测量角速度的设备。
它的原理是利用光的传输特性和角动量守恒原理，通过测量光的相位差来得到旋转角速度的信息。
光纤陀螺仪技术的发展与研究
光纤陀螺仪技术的发展与研究一、引言光纤陀螺仪是一种通过利用光（或电磁波）的干涉效应，测定角速度的高精度陀螺仪，广泛应用于惯性导航、航天、测绘和制导等领域。
随着光纤技术和信息技术的迅猛发展，光纤陀螺仪已经成为高科技领域不可或缺的重要工具之一。
本文将主要探讨光纤陀螺仪技术的发展和研究，通过分类介绍，详细阐述其原理、特点和应用。
二、光纤陀螺仪分类1. 常规光纤陀螺仪常规光纤陀螺仪具有独特的双波长光源、光学路径、检波器和信号处理方法。
其原理基于旋转对光波传播速度产生的不同效应，通过不同的光学干涉方法，最终实现对角速度的精准测量。
常规光纤陀螺仪具有精度高、抗干扰能力强、稳定性好等特点。
广泛应用于惯性导航、飞行器姿态控制、地震测量等领域。
但其灵敏度和稳定性也受到机械和光电元器件的影响，因此需要优化技术和材料、加强可靠性等方面的研究工作。
2. 纤维光栅陀螺仪纤维光栅陀螺仪是利用光纤光栅的干涉效应实现的陀螺仪。
其原理基于声学波的激发和布拉格反射，通过声学-光学相互转换，实现对角速度的高精度测量。
相对于常规光纤陀螺仪，纤维光栅陀螺仪具有灵敏度高、体积小、重量轻、功耗低等优点，可应用于重量限制的场合。
然而其对温度和振动等环境干扰的敏感性也较高，需要进行相应的技术研究和优化。
3. 拉曼光纤陀螺仪拉曼光纤陀螺仪是利用拉曼散射效应实现的陀螺仪。
其原理是通过光场的拉曼反散射，实现光波的频移和相移，从而测量系统的角速度。
相对于常规光纤陀螺仪和纤维光栅陀螺仪，拉曼光纤陀螺仪具有灵敏度高、免受磁场干扰等优点，因此在航天器的导航、高精度地震测量、地下勘探等领域有着广泛的应用。
但其可测量范围较窄，信噪比偏低等问题也需要进一步改进。
三、光纤陀螺仪技术发展光纤陀螺仪技术的发展是基于光纤制造、光学设计、信号处理等多个领域的紧密结合。
近年来，其研究方向主要包括以下三个方面：1. 新型传感器和器件新型光纤传感器和器件的出现，极大地推进了光纤陀螺仪技术的发展。
光纤陀螺 y波导调制 零偏
光纤陀螺 y波导调制零偏
（最新版）
目录
1.光纤陀螺的概念与原理
2.Y 波导调制技术在光纤陀螺中的应用
3.零偏现象及其在光纤陀螺中的影响
4.解决零偏问题的方法及其在光纤陀螺中的应用
5.总结与展望
正文
光纤陀螺是一种基于光纤技术的角速度传感器，利用光纤环内的光程差来检测角速度。
光纤陀螺具有高精度、高稳定性、抗干扰能力强等优点，在航空航天、精密测量、导航制导等领域得到了广泛应用。
Y 波导调制技术是一种应用于光纤陀螺的高精度调制技术。
通过 Y 波导将光线分为两束，分别进行调制，再通过相干叠加实现角度信息的提取。
这种技术有效地提高了光纤陀螺的精度和抗干扰能力。
然而，光纤陀螺在实际应用中存在着零偏现象，即在无角速度输入时，陀螺仪输出角速度信号不为零。
零偏现象会对光纤陀螺的测量精度产生影响，降低其应用价值。
为了解决零偏问题，研究人员采用了多种方法，如温度补偿、数字补偿等，这些方法在一定程度上可以减小零偏误差，但很难完全消除。
在光纤陀螺中，Y 波导调制技术也可以用于解决零偏问题。
通过在 Y 波导调制器中加入零偏补偿模块，可以实现对零偏误差的自动补偿。
这种方法具有结构简单、补偿效果良好等优点，在光纤陀螺中得到了广泛应用。
总之，光纤陀螺作为一种高精度角速度传感器，在航空航天、精密测量、导航制导等领域具有广泛应用前景。
Y 波导调制技术在光纤陀螺中的
应用，不仅提高了陀螺仪的精度和抗干扰能力，还有助于解决零偏问题。
光纤陀螺仪指标 国军标
光纤陀螺仪测试方法1范围本标准规定了作为姿态控制系统、角位移测量系统和角速度测量系统中敏感器使用的单轴干涉性光纤陀螺仪（以下简称光纤陀螺仪）的性能测试方法。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB321-1980优先数和优先系数CB998低压电器基本实验方法GJB585A-1998惯性技术术语GJB151军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求3术语、定义和符号GJB585A-1998确立的以及下列术语、定义和符号适用于本标准。
3.1术语和定义3.1.1干涉型光纤陀螺仪interferometric fiber optic gyroscope仪萨格奈克（Sagnac）效应为基础，由光纤环圈构成的干涉仪型角速度测量装置。
当绕其光纤环圈等效平面的垂线旋转时，在环圈中以相反方向传输出的两束相干光间产生相位差，其大小正比于该装置相对于惯性空间的旋转角速度，通过检测输出光干涉强度即反映出角速度的变化。
3.1.2陀螺输入轴input axis of gyro垂直于光纤环圈等效平面的轴。
当光纤陀螺仪绕该轴有旋转角速度输入时，产生光纤环圈相对于惯性空间输入角速度的输出信号。
3.1.3标度因数非线性度scale factor nonlinearity在输入角速度范围内，光纤陀螺仪输出量相对于最小二乘法拟合直线的最大偏差值与最大输出量之比。
3.1.4零偏稳定性bias stability当输入角速度为零时，衡量光纤陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。
以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速度表示，也可称为零漂。
3.1.5零偏重复性bias repeatability在同样条件下及规定间隔时间内，多次通电过程中，光纤陀螺仪零偏相对其均值的离散程度。
光纤陀螺罗经
二、 光纤陀螺寻北原理 ----基于捷联式惯导系统
已知： ----陀螺常值漂移误差 ----采样时刻的陀螺时漂 因寻北时间较短，可近似认为
二、 光纤陀螺寻北原理 ----基于捷联式惯导系统
此方法消除了陀螺漂移误差，适用于 陀螺主轴与水平面平行的情况
三、船用光纤陀螺罗经
通常采用三个光纤陀螺仪 • 其旋转轴分别与船舶坐标系的三根轴相对应 • 通过测量和平面电子感应器输出的信号，能克服地球 自转角速度的影响，实现自动找北、指北。 当船静止时，可得三轴的角速度：
第六节光纤陀螺罗经退出第六节光纤陀螺罗经可推动相关规则规定等的修改和制定退出第六节光纤陀螺罗经罗经种类陀螺仪控制设备阻尼设备动量矩指北重心下移液体阻尼器液体连通器动量矩指南液体连通器西侧重物电磁式动量矩指北电磁摆力矩器光纤式无动量矩角速度传感器第一章小结
第六节 光纤陀螺罗经
Navigat 2100陀螺罗经和姿态基准系统
二、 光纤陀螺寻北原理 ----基于捷联式惯导系统
载体的参考北向沿水平面的地球自转角速度分量为：
ห้องสมุดไป่ตู้
N con e con con
已知： e ----地球自转角速度 ----载体所在地地理纬度 由陀螺仪测得： 计算： θ----载体的参考北向(沿水平面)与真北方向的夹角
第六节 光纤陀螺罗经
第六节 光纤陀螺罗经
• • • • • • • 四、光纤罗经的特征： 无转动部件 采用固态技术 不用维修 精度高 启动时间短 提供航向、纵摇、横摇信 息
退出
第六节 光纤陀螺罗经
• • • • • 五、光纤罗经在航海上的应用： 磁罗经校差的新手段 对航行中的船舶进行监控 丰富船舶操纵理论与实践 可推动相关规则、规定等的修改 和制定 • 进一步推动船舶驾驶自动化的发 展
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光纤陀螺技术
岗位规范
1 范围
本规范规定了光纤陀螺岗位职责和岗位标准。。
本规范适用于光纤陀螺岗位的初级、中级、高级职务人员。
2 引用标准
Q/AG L07 1.1－2003
职工政治思想和职业道德通用标准
3 岗位职责
3.1负责光纤陀螺初样、正样、和定型产品研制的全部技术工作。
3.2严格贯彻执行国标、部标、企标及有关科研技术、质量管理和安全技术法规。
3.3负责项目、技术论证、可行性研究论证、技术经济分析和项目的申报工作。
3.4根据研制合同，制定阶段和年度工作计划，并组织实施。
3.5参加本专业及相关专业的技术会议，评审本专业范围内的科研成果。
3.6贯彻全面质量管理，负责对试验中出现的各种技术问题进行分析论证、改进设计。
3.7根据工程化的实际要求，改进光纤陀螺的性能、环境适应性，不断采用新技术、新工
艺改制和研究新样机，以满足武器装备的新需求。
3.8根据项目进展情况，适时编写专题技术总结、专题研究报告和鉴定申请报告。
3.9负责技术转让，技术咨询，技术服务以及资料管理和完成技术资料归档工作。
4 岗位标准
4.1 政治思想与职业道德
执行Q/AG L07 1.1－2003职工政治思想与职业道德通用规范
4.2 文化程度
4.3 专业理论知识
4.3.1 初级职务
4.3.1.1具有高等数学、物理光学、模拟和数字电路等基础理论知识。
4.3.1.2具有光纤陀螺的原理及构成等专业理论知识。
4.3.1.3掌握光纤陀螺性能指标测试的流程和试验规范。
4.3.1.4懂得光纤陀螺技术参数的含义。
4.3.1.5了解光纤陀螺的研制过程和有关技术标准。
4.3.1.6初步掌握一门外语，并能查阅本专业书刊、资料。
4.3.2 中级职务
4.3.2.1具有光纤技术、信号分析、自动控制、计算机接口等基础理论知识。
4.3.2.2熟悉各种相关光学和电子仪器设备的操作，精通电路图。
4.3.2.3熟悉光纤陀螺的组装、调试以及技术指标的采样测试。
4.3.2.4掌握光纤陀螺的研究现状及存在的问题，了解关键技术。
4.3.2.5熟悉光纤陀螺各种技术参数的形成原因和改进方向。
4.3.2.6掌握一门外语，并能较熟练的查阅本专业书刊、资料。
4.3.3 高级职务
4.3.3.1精通光纤陀螺信号分析、噪声处理、电路检测等专业知识。
4.3.3.2精通光纤陀螺的原理、构成以及和光纤陀螺有关的系统知识，熟悉光纤以及各连接
器件参数对光纤陀螺的影响。
4.3.3.3熟悉自控理论一般的数学建模，精通信号检测反馈理论。
4.3.3.4精通光纤光路结构分析、电路设计以及器件接口等理论和方法，掌握计算机软件的
一般编程和应用。
4.3.3.5 熟悉项目的研制程序、典型技术和有关标准。
4.3.3.6掌握一门外语，并能熟练的查阅和笔译本专业的书刊、资料。
4.4 实际工作能力
4.4.1 初级职务
4.4.1.1能按步骤的完成光纤陀螺的器件焊接、电路板的制作等。
4.4.1.2能处理研制过程中出现的一般技术问题和质量问题。
4.4.1.3能提出阶段计划和阶段技术总结。
4.4.1.4能撰写光纤陀螺试验的一般性实验报告、技术总结报告和科技论文。
4.4.2 中级职务
4.4.2.1能够独立提出光纤陀螺有关的电路或光路试验方案，完成试验计划，并编写技术条
件和研究技术报告等资料。
4.4.2.2能独立处理光纤陀螺研制中出现的较复杂的技术问题和质量问题。
4.4.2.3能制定阶段计划和阶段技术总结。
4.4.2.4能主持较重要的试验工作、指标测试。
4.4.2.5能撰写较高水平的技术总结、研究报告和科技论文。
4.4.2.6能指导初级职务人员的工作和学习。
4.4.3 高级职务
4.4.3.1根据光纤陀螺的任务合同书或技术指标要求，能独立进行论证、预研，提出总体方
案、技术途径、技术措施，并组织实施。
4.4.3.2能根据国内外光纤陀螺的研究状况和水平,指出光纤陀螺研究方向、技术途径和技术
措施。
4.4.3.3能处理和解决光纤陀螺研制过程中出现的重大技术质量问题，主持重大技术质量攻
关项目。
4.4.3.4能够制订各种详细技术规范、工作流程图或节点图，使项目顺利进行。
4.4.3.5能撰写高水平的技术总结报告和科技论文。
4.4.3.6能指导初、中级职务人员工作和学习。
4.5 工作经历
4.5.1初级职务具有一年以上相关工作经历；
4.5.2中级职务具有三年以上相关工作经历；
4.5.3高级职务具有五年以上相关工作经历；
4.6 身体条件
身体健康
附加说明：
本规范由人事劳资教育处提出；
本规范由人事劳资教育处归口；
本规范起草单位：第三研究室；
本规范主要起草人：郭栓运、黄晓峰；
本规范由人事劳资教育处负责解释。
本文资料均可编辑，只适合个人使用，不能用于商业。资料一般需要
结合本公司的实际情况，进行修改和调整。主要目的在于给您的工作
提供一定的参考和灵感，而非直接供您使用。仅此提醒，最好的一定
是根据公司的实际情况设计出来的。