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1、第三章 光纤陀螺温漂补偿3.1 光纤陀螺性能指标光纤陀螺是FOGSS的关键性元件。它的精度最终决定了系统能做到的最 好性能。因此，对光纤陀螺仪作细致的误差处理是很有必要的。 FOG 在静止 状态下，其输出可以看作是一个噪声信号和一个缓慢变化的均值（零漂）信 号的叠加，并且受温度和初始启动条件的影响极大。但是光纤陀螺的温度特 性不是没有规律的，通过一定的补偿算法，可以大大提高其性能，从而达到 应用要求。其他性能指标有：标度因子的线性度和稳定性。这两个指标在捷 联稳定装置中会影响FOG的测量时的精度，一般来说，对于中低精度的光纤 陀螺，这两项指标是很难提高的，所以稳定装置中较常用的稳定配置方式还
2、是平台式稳定。对于平台式稳定，它对陀螺的基本要求就是在陀螺零转速信 号的工作特性好，对标度因子没有什么苛刻的要求。分析光纤陀螺性能的主 要工具是谱密度方法和Allan方差法141516以下是光纤陀螺主要指标的简 单描述，为后面温漂补偿前后陀螺性能提供一个比较的依据。 1零偏 B0零偏指的是在温度恒定、陀螺相对惯性系静止情况下，陀螺残余信号中的 直流分量。实际上，零偏不是恒定的，它还受温度和其他因素（如强磁场） 的影响。由于环境温度的随机变化，使得零偏也是一个慢变的随机过程，反应的是陀螺长期的漂移特性，单位。/h。其计算近似可以表示为31）式中 F:陀螺静止时输出量的平均值。S ：陀螺的标度因子
3、 bit/h 。n 由反应零偏变化所派生出来的指标有a）零偏稳定性（bias stability） B这一项指标反应的是陀螺静止时输s出的波动幅度。nh（卩-F）2i=11/232)n为采样次数，f为陀螺静止时的输出量。ib)零偏重复性(bias repeatability) B ：/h rB=r右戏（B0i -Bo）2i=11/233)式中Q：重复测试的次数；B0i :第 i次测试的零偏；B0 :零偏平均值。c）零偏温度灵敏度（bias temperature sensitivity） B ：/h/CtB = max（tO0mim34)式中 B :第i个测试温度点陀螺的零偏；0iT :第i个
4、测试温度点的温度值；i2角随机游走( ARW)为光纤陀螺的带限白噪声。一般来说，光纤陀螺的输出信号中，这种噪 声的功率谱密度在陀螺工作带宽可以认为是常值。角随机游走可以用单位带 宽输出角速率的方差的平方根(单位带宽的噪声方差的平方根)来衡量，单位为。/hNHZ 或。h!h 。ARWRMS ThT T T lhT 3OCR (bit ) = c 0.1045 x T 2.0030.3386 x T 7.32323.6OC T 30CT 1小时）都有明显改善。图3-7 补偿后的角度漂移曲线图 Figure 3-7 drift angle after compensation图3-8 补偿前的漂移角度曲线图 Figure 3-8 drift angle before compensation 4）补偿后陀螺性能： 零偏：当温度在1
