【正文】 減小它的影響。理想的測量位臵為光纖陀螺敏感軸指向東或西，此時177。同時存在于測量系統(tǒng)之外的影響因素，對測量系統(tǒng)也可能直接或者間接的發(fā)生作用。 11 又ω ==（176。 /h） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)直接觀察出： 由已知的計算公式得： 9 θ==176。 數(shù)據(jù)處理 、實驗前準(zhǔn)備 啟動實驗軟件，進入采樣界面。這些相 6 位臺階和復(fù)位可以與工作在本征頻率上的方波達到調(diào)制偏臵同步即為右圖所示，與旋轉(zhuǎn)引起的薩格奈克相位差： sR?? ???? 綜上 所述，一方面 ，陀螺需要一個偏臵調(diào)制以使陀螺獲得最佳靈敏度；另一方面，又需要施加數(shù)字階梯波使陀螺穩(wěn)定工作在零位，在實際中，閉環(huán)工作的陀螺采用的是將數(shù)字階 梯波與調(diào)制方波進行數(shù)字疊加的方案，這樣歸一化的信號輸出為： 0( ) [ 1 c os( ) ]R R m sPP? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? （ 9） 經(jīng)過一定計算后可以得知，光功率相應(yīng)為： 0( ) ( ) s in ( )2RR RsPP P? ? ? ?? ? ? ? ????? ? ? 光纖陀螺尋北儀的原理 光纖陀螺尋北儀原理如右圖所示。這個路程差可以通過干涉法測量。 關(guān)鍵 詞 ： 慣性 光纖陀螺 誤差分析 3 光纖陀螺的工作原理 、薩格奈克效應(yīng) 光纖陀螺是基于薩格奈克（ Sagnac）效應(yīng)，即當(dāng)環(huán)形干涉儀旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生一個正比于旋轉(zhuǎn)速率的相位差 R?? 。由于 20世紀 70年代在對電信應(yīng)用的低損耗光纖，固態(tài)半導(dǎo)體光源和探測器的研發(fā)上付出的巨大努力，用多匝光纖線圈代替環(huán)形激光器，通過多次循環(huán)來增加薩格奈克效應(yīng)已成為可能，在此背景下出現(xiàn)干涉式光纖陀螺。1M，因此這個時候系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的角度為 ??，則可以得知： ??= 39。 、閉環(huán)工作原理 調(diào)制出的偏臵信號反饋到信用之中，產(chǎn)生一個附加的反饋相位差 FB?? 在這種閉環(huán)方案中，新的測量信號總是反饋信號 FB?? 。 0c o s c o s te? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? （ 11） 其中， e? 是地球自轉(zhuǎn)角速度； ? 是當(dāng)?shù)氐木暥龋?? 是陀螺儀與地理北極所成的夾角； E0是陀螺常值漂移誤差； ()t? 是采樣時刻的陀螺時漂； ()T? 是采樣時刻的陀螺溫漂。 270176。左右ω出現(xiàn)最大值，為 以 47176。 /h） 相對誤差 、光纖長度和陀螺輸出 實驗中測得 5 =→ 又有 n= c= m/s L= =1404m （由于采用了 3 倍頻技術(shù)，因此實際周期需在讀數(shù)上 3） 用數(shù)字示波器測得當(dāng)前數(shù)據(jù)為： n =86ms n =48v = 可以求得 n=36752 每個臺階的高度 相位差 ∴ Ω= 將上述角速度單位換算成與理論值相同 Ω= 12 相對誤差 =% ∴ 實驗中的光纖環(huán)長度由度越時間可得 L=1404m，當(dāng)前陀螺輸出Ω = 誤差分析 接上面處理數(shù)據(jù)時出現(xiàn)的問題，先看下面圖片： 這是線性回歸時用 excel 做的 圖像，紅色表示未經(jīng)處理的散點圖，發(fā)現(xiàn)在 x= 左右有一個明顯的波動，于是在選點的時候，將這附近的數(shù)據(jù)，即第五組第六組當(dāng)做奇點去掉，結(jié)果得到藍色的圖像，發(fā)現(xiàn)在 左右還是有一個波動，于是又將第三組數(shù)據(jù)去掉，得到綠色的曲線，這次的明顯較前兩組更加平滑的過度。 對上述公式求全微分： 分析上述公式，緯度誤差δ L、陀螺刻度因子誤差δ D、陀螺零偏誤差δω、外界角運動擾動δω都會對尋找北極精度產(chǎn)生影響。 而且，光纖陀螺在使用中還面臨著很多可能引發(fā)誤差的問題，量化噪聲、角隨機游走、正 弦噪聲、零偏穩(wěn)定性、速率隨機游走和隨機斜坡等，均會對測量的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，可能影響的數(shù)量級并不是很大，但是對測量結(jié)果產(chǎn)生的誤差卻可能很大。由于這是定性分析，而且函數(shù)比較復(fù)雜，進一步的計算不再深究。所以軟件的隨機誤差也是不可忽視的一部分，因為數(shù)據(jù)沒有處理之 16 前無法判斷數(shù)據(jù)的優(yōu)劣。 可見，雖然我們刪掉了幾個數(shù)據(jù)，但是處理的結(jié)果是準(zhǔn)確性變高了。這樣基本上可以消除由地磁場產(chǎn)生的多位臵尋北誤差。 19 、測量方法改進 測量過程中除了要在四位臵法中進行多次的測量，利用全位臵法測量的時候，每個點也要進行多次測量，選取其中相對比較接近的數(shù)值進行記錄，然后求平均值作為某點的測量值。 參考文獻 [1] 李朝榮等 《基礎(chǔ)物理實驗（修訂版）》北京航空航天大學(xué)出版社 .20xx 年 9月 . [2]劉揚等 《測量數(shù)據(jù)處理及誤差理論》 原子能出版社 1997年 5月 [3] 王立冬等 《光纖陀螺尋北儀多位臵尋北誤差分析》 20xx年 2月 [4] 吳金明 《光纖陀螺尋北儀參數(shù)誤差分析與補償方法研究》 20xx年 11月 [5]黃勇等 《光纖陀螺尋北儀四位臵轉(zhuǎn)位機構(gòu)設(shè)計