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            光纖陀螺的性能指標主要包括哪些


            光纖陀螺的性能指標主要包括:零偏與零偏穩定性、角隨機游走系數、標度因數、動態測量范圍、帶寬、啟動時間、預熱時間等。其中零偏穩定性、角隨機游走系數和標度因數是評價光纖陀螺性能的關鍵性指標,它直接決定了光纖陀螺的應用領域和精度等級,代表了陀螺研制生產單位的技術水平。

            1.3.1 零偏穩定性
            零偏(Bias)是指陀螺輸入角速度為零時,在較長測量時間內陀螺輸出信號的均值,等效折算為輸入角速率來表示;而零偏穩定性(Bias Stability)是衡量光纖陀螺輸出值圍繞這個均值的偏離程度,以規定時間內輸出量的標準偏差(1σ)相應的等效輸入角速度表示,單位為°/h。光纖陀螺的零偏穩定性由靜態輸出信號中的漂移和噪聲共同決定,其中噪聲表現為一種隨機干擾信號,其大小由角隨機游走系數來表征;而漂移通常是指陀螺輸出中的低頻波動或趨勢性變化。它們產生的機理和特性不同,對系統性能的影響亦不同。對于短期應用,零偏穩定性主要由陀螺中的噪聲決定;而對于長期應用如慣性導航,零偏穩定性則取決于緩慢變化的漂移大小。零偏穩定性指標是一個粗略、總體的指標,它不能將漂移和噪聲信號分離,為詳細考察兩者的大小,則需要采用 Allan 方差分析的方法。在 Allan方差分析方法中,漂移部分用零偏不穩定性(Bias Instability)指標衡量,  噪聲水平用角隨機游走系數來表征。
             
            1.3.2 角隨機游走系數
            光纖陀螺輸出信號存在著大量的隨機噪聲,主要集中在陀螺的光路和光電檢測電路部分中,它的大小決定了光纖陀螺最小可檢測角速率的大小,是影響光纖陀螺性能和精度的主要因素。一般認為光纖陀螺信號中的隨機噪聲具有白噪聲的統計特性,其大小由角隨機游走系數(Angle Random Walk Coefficient——ARWC)來表示,  它表征的是光纖陀螺輸出的角速率積分(角度)隨時間積累的不確定性(即角隨機誤差)。在僅有白噪聲的假設下,角隨機游走系數可以用陀螺輸出信號的標準偏差與測量帶寬的平方根之比來表示,其單位為°/h/√Hz 或者簡化為°/√h;更為精確的描述隨機游走系數的大小則需要通過對 Allan 方差分析曲線的擬合得到。

            1.3.3 標度因數
            1.3 光纖陀螺性能評價指標
            標度因數(Scale  Factor)是指陀螺輸出量與輸入角速率之間的比值,是根據在最大輸入角速率范圍內測量得到的一組輸入輸出數據,用最小二乘法擬合出的直線斜率。標度因數穩定性是衡量標度因數的一項綜合性指標,它包括:標度因數非線性度、標度因數不對稱性、標度因數重復性以及標度因數的溫度靈敏度。這些指標分別從不同關注角度來表征擬合出的直線與陀螺實際輸入輸出數據的偏離程度。 光纖陀螺的性能指標



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