【摘 要】
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光纤陀螺仪是基于Sagnac效应的惯性导航仪器,其广泛用于军用以及民用领域,测量载体相对于惯性坐标的旋转角速度。本论文使用保偏光环行器对传统开环光纤陀螺仪光路结构进行改进,并探索出一种新型的直接采样解调方法,本系统可极大地降低陀螺设计成本。本学位论文主要包括光路结构和解调方法两方面内容,要点如下:在光路结构部分,针对开环光纤陀螺仪误差来源,提出使用保偏光环行器替代光耦合器和起偏器的新型光纤陀螺仪结
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光纤陀螺仪是基于Sagnac效应的惯性导航仪器,其广泛用于军用以及民用领域,测量载体相对于惯性坐标的旋转角速度。本论文使用保偏光环行器对传统开环光纤陀螺仪光路结构进行改进,并探索出一种新型的直接采样解调方法,本系统可极大地降低陀螺设计成本。本学位论文主要包括光路结构和解调方法两方面内容,要点如下:在光路结构部分,针对开环光纤陀螺仪误差来源,提出使用保偏光环行器替代光耦合器和起偏器的新型光纤陀螺仪结构,此结构可以提高光功率的利用率。最后对该光纤陀螺结构进行传输矩阵建模以及偏振误差分析,并通过实验验证此方案的可行性。在解调方法部分,首先介绍了传统调制解调方法。然后针对传统调制解调方法耗费资源严重的问题,提出了直接采样调制解调方法,阐述了其原理并详细介绍了使用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）实现该方法的数字解调过程。最后对该解调方法进行误差分析,包括采样点相位误差、调制深度误差对输出的影响。实验结果如下:在常温环境下,使用数字锁相放大器对使用600 m保偏光纤环的光纤陀螺系统进行调制解调,测得零偏为7.75°/h,标度因数非线性度为197ppm,零偏不稳定性为0.064°/h。使用直接采样调制解调方法对同一系统进行测试,所得结果零偏为17°/h,标度因数非线性度为1140 ppm,零偏不稳定性为0.119°/h。
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